Simultaneous Scanning Electrochemical Microscopy and UV–Vis Absorption Spectroelectrochemistry
Creators
- 1. Universidad de Burgos
- 2. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas
Description
The combination of instrumental techniques allows obtaining precise and reliable information about the reactions taking place at the electrode/solution interface. Although UV-Vis absorption spectroelectrochemistry (UV-Vis SEC) provides a molecular insight about the species involved in the electrode process, obtaining information about the redox state of the products generated in this process is not always accessible by this technique. In this sense, scanning electrochemical microscopy (SECM) has a clear advantage, since it provides additional information on the oxidation state of the intermediates/products. Therefore, the combination of these two techniques facilitates obtaining a more complete picture of the electrochemical reaction studied from two different points of view, but under exactly the same experimental conditions. In this work, the combination of UV-Vis SEC in parallel configuration and SECM is carried out for the first time. This new technique allows distinguishing between those species that are electrochemically active and, at the same time, exhibit changes in the UV-Vis absorption spectra during the electrochemical reaction. The new experimental setup is first validated using ferrocenemethanol as a standard probe, concomitantly obtaining spectroscopic and electrochemical information that accurately describes the oxidation process. Finally, the strength of this combined technique is demonstrated by studying the antioxidant activity of o-vanillin (o-HVa) in the presence of electrogenerated superoxide. The information extracted from the new UV-Vis SEC/SECM technique makes it possible to identify, beyond any doubt, not only the origin of the electrochemical signals recorded in the SECM tip but also to evaluate the antioxidant effect of o-HVa at different concentrations.
Translated Descriptions
Translated Description (Arabic)
يسمح الجمع بين التقنيات الفعالة بالحصول على معلومات دقيقة وموثوقة حول التفاعلات التي تحدث في واجهة القطب/المحلول. على الرغم من أن الكيمياء الكهربائية الطيفية للامتصاص UV - Vis (UV - Vis SEC) توفر رؤية جزيئية حول الأنواع المشاركة في عملية القطب الكهربائي، إلا أن الحصول على معلومات حول حالة الأكسدة للمنتجات المتولدة في هذه العملية لا يمكن الوصول إليها دائمًا من خلال هذه التقنية. وبهذا المعنى، فإن الفحص المجهري الكهروكيميائي (SECM) له ميزة واضحة، لأنه يوفر معلومات إضافية عن حالة أكسدة المواد الوسيطة/المنتجات. لذلك، فإن الجمع بين هاتين التقنيتين يسهل الحصول على صورة أكثر اكتمالا للتفاعل الكهروكيميائي المدروس من وجهتي نظر مختلفتين، ولكن في ظل نفس الظروف التجريبية بالضبط. في هذا العمل، يتم الجمع بين UV - Vis SEC في التكوين المتوازي و SECM لأول مرة. تسمح هذه التقنية الجديدة بالتمييز بين تلك الأنواع النشطة كهروكيميائيًا، وفي الوقت نفسه، تظهر تغييرات في أطياف امتصاص الأشعة فوق البنفسجية أثناء التفاعل الكهروكيميائي. يتم التحقق من صحة الإعداد التجريبي الجديد أولاً باستخدام الفيروسينيمثانول كمسبار قياسي، مع الحصول في الوقت نفسه على معلومات طيفية وكهروكيميائية تصف بدقة عملية الأكسدة. أخيرًا، تتجلى قوة هذه التقنية المدمجة من خلال دراسة النشاط المضاد للأكسدة للفانيلين o (o - HVa) في وجود أكسيد فائق مولد للكهرباء. المعلومات المستخرجة من تقنية UV - Vis SEC/SECM الجديدة تجعل من الممكن تحديد، دون أي شك، ليس فقط أصل الإشارات الكهروكيميائية المسجلة في طرف SECM ولكن أيضًا لتقييم التأثير المضاد للأكسدة لـ o - HVa بتركيزات مختلفة.Translated Description (French)
La combinaison de techniques instrumentales permet d'obtenir des informations précises et fiables sur les réactions ayant lieu à l'interface électrode/solution. Bien que la spectroélectrochimie d'absorption UV-Vis (UV-Vis SEC) fournisse un aperçu moléculaire sur les espèces impliquées dans le processus d'électrode, l'obtention d'informations sur l'état redox des produits générés dans ce processus n'est pas toujours accessible par cette technique. En ce sens, la microscopie électrochimique à balayage (SECM) présente un avantage évident, car elle fournit des informations supplémentaires sur l'état d'oxydation des intermédiaires/produits. Par conséquent, la combinaison de ces deux techniques permet d'obtenir une image plus complète de la réaction électrochimique étudiée à partir de deux points de vue différents, mais dans exactement les mêmes conditions expérimentales. Dans ce travail, la combinaison UV-Vis SEC en configuration parallèle et SECM est réalisée pour la première fois. Cette nouvelle technique permet de distinguer les espèces qui sont électrochimiquement actives et, en même temps, présentent des changements dans les spectres d'absorption UV-Vis au cours de la réaction électrochimique. La nouvelle configuration expérimentale est d'abord validée en utilisant le ferrocèneméthanol comme sonde standard, obtenant simultanément des informations spectroscopiques et électrochimiques qui décrivent avec précision le processus d'oxydation. Enfin, la force de cette technique combinée est démontrée par l'étude de l'activité antioxydante de l'o-vanilline (o-HVa) en présence de superoxyde électrogénéré. Les informations extraites de la nouvelle technique UV-Vis SEC/SECM permettent d'identifier, hors de tout doute, non seulement l'origine des signaux électrochimiques enregistrés dans la pointe SECM mais également d'évaluer l'effet antioxydant de l'o-HVa à différentes concentrations.Translated Description (Spanish)
La combinación de técnicas instrumentales permite obtener información precisa y fiable sobre las reacciones que tienen lugar en la interfaz electrodo/solución. Aunque la espectroelectroquímica de absorción UV-Vis (UV-Vis SEC) proporciona una visión molecular sobre las especies involucradas en el proceso del electrodo, la obtención de información sobre el estado redox de los productos generados en este proceso no siempre es accesible mediante esta técnica. En este sentido, la microscopía electroquímica de barrido (SECM) tiene una clara ventaja, ya que proporciona información adicional sobre el estado de oxidación de los intermedios/productos. Por lo tanto, la combinación de estas dos técnicas facilita la obtención de una imagen más completa de la reacción electroquímica estudiada desde dos puntos de vista diferentes, pero bajo exactamente las mismas condiciones experimentales. En este trabajo se realiza por primera vez la combinación de UV-Vis SEC en configuración paralela y SECM. Esta nueva técnica permite distinguir entre aquellas especies que son electroquímicamente activas y, al mismo tiempo, presentan cambios en los espectros de absorción UV-Vis durante la reacción electroquímica. La nueva configuración experimental se valida primero utilizando ferrocenometanol como sonda estándar, obteniendo simultáneamente información espectroscópica y electroquímica que describe con precisión el proceso de oxidación. Finalmente, la fuerza de esta técnica combinada se demuestra mediante el estudio de la actividad antioxidante de la o-vanillina (o-HVa) en presencia de superóxido electrogenerado. La información extraída de la nueva técnica UV-Vis SEC/SECM permite identificar, sin lugar a dudas, no solo el origen de las señales electroquímicas registradas en la punta SECM, sino también evaluar el efecto antioxidante del o-HVa a diferentes concentraciones.Files
      
        acs.analchem.2c05468.pdf
        
      
    
    
      
        Files
         (15.8 kB)
        
      
    
    | Name | Size | Download all | 
|---|---|---|
| md5:93eb23ecffc62742ce8b1a437b9566ac | 15.8 kB | Preview Download | 
Additional details
Additional titles
- Translated title (Arabic)
- الفحص المجهري الكهروكيميائي المتزامن للمسح الضوئي والكيمياء الطيفية للامتصاص بالأشعة فوق البنفسجية
- Translated title (French)
- Microscopie électrochimique à balayage simultané et spectroélectrochimie d'absorption UV-vis
- Translated title (Spanish)
- Microscopía electroquímica de barrido simultáneo y espectroelectroquímica de absorción UV–Vis
Identifiers
- Other
- https://openalex.org/W4381838905
- DOI
- 10.1021/acs.analchem.2c05468
            
              References
            
          
        - https://openalex.org/W2001430680
- https://openalex.org/W2006019369
- https://openalex.org/W2009380976
- https://openalex.org/W2019039362
- https://openalex.org/W2019303291
- https://openalex.org/W2022984826
- https://openalex.org/W2029570481
- https://openalex.org/W2060452710
- https://openalex.org/W2065622840
- https://openalex.org/W2164924181
- https://openalex.org/W2188122545
- https://openalex.org/W2325324915
- https://openalex.org/W2426472935
- https://openalex.org/W2483263797
- https://openalex.org/W2530909141
- https://openalex.org/W2555698350
- https://openalex.org/W2576689007
- https://openalex.org/W2616374095
- https://openalex.org/W2626861867
- https://openalex.org/W2782867682
- https://openalex.org/W2794742907
- https://openalex.org/W2801238210
- https://openalex.org/W2903481415
- https://openalex.org/W2926777094
- https://openalex.org/W2943660794
- https://openalex.org/W2992527237
- https://openalex.org/W2998861225
- https://openalex.org/W3164444144
- https://openalex.org/W3206434900
- https://openalex.org/W4241243895
- https://openalex.org/W4241254052
- https://openalex.org/W4243735615
- https://openalex.org/W4247743548
- https://openalex.org/W4281798147
- https://openalex.org/W4283742079
- https://openalex.org/W4292656722
- https://openalex.org/W4293100116