Добровецька О. Я. Електрохімічне осадження каталітично активних наночастинок Pd-Au у середовищі органічних протонних розчинників

Об'єкт дослідження - електрохімічне осадження каталітично активних наночастинок Pd-Au у середовищі органічних апротонних розчинників. Мета роботи полягає - розроблення наукових основ і технологічних засад електрохімічного осадження каталітично активних наночастинок Pd-Au за імпульсного режиму електролізу в середовищі органічних апротонних розчинників. Методи дослідження: вольтамперометрія та хроноамперометрії, вольтамперометрія за імпульсного струму, енергодисперсійний рентгенівський мікроаналіз, сканівна електронна мікроскопія, атомно-адсорбційна спектроскопія, циклічної вольтамперометрії. Теоретичні та практичні результати: розроблено склади електролітів та режимів електрохімічного одержання електродів з наночастинками Pd-Au, які проявляють каталітичну активність у реакції анодного окиснення метанолу. Наукова новизна: вперше запропоновано, обґрунтовано і використано перспективний метод керованого одержання каталітично активних наночастинок Pd-Au імпульсним режимом електролізу в середовищі органічних апротонних розчинників; вперше експериментально встановлено, що за потенціалів -0.3...-1.5 В з DMSO розчинів складу: (0.001М…0.004)М PdCl2 + (0.001…0.004)М H[AuCl4] + 0.05M Bu4NClO4, за тривалості імпульсу 6, паузи - 300 мс, температури 35 оС паладій та золото співосаджуються з утворенням сфероподібних частинок Pd-Au та їх агломератів із розмірами 50…260 нм; вперше встановлено, що головними параметрами впливу на склад наноосаду Pd-Au є значення катодних потенціалів і концентрація PdCl2 та H[AuCl4] у розчинах. За збільшення Екат. в діапазоні -0.3…-1.5 В вміст паладію в осаді зростає практично лінійно; вперше визначено, що під час формування наноосаду Pd-Au за кожного циклу імпульс-пауза відбувається утворення зародків та їх ріст, що дає змогу кількістю циклів задавати тип осаду (від дискретних частинок та їх агломератів до наноплівок) та розміри наночастинок; вперше встановлено, що за співосадження паладію та золота з DMF розчинів гальванічним заміщенням на маґнієвій поверхні формуються осади Pd-Au із сферичних мікро- та наночастинок; вперше виявлено каталітичну активність наноструктурованого Pd-Au/GC, одержаного за імпульсного режиму електролізу з середовища DMSO, в реакціях анодного окиснення метанолу. Ступінь впровадження: Висока ефективність каталітично активного наноструктурованого Pd-Au/GC підтверджена результатами випробувань у ТОВ "Автономні джерела струму" (м. Великі Мости). Випробувані Pd-Au/GC рекомендовані для використання у паливних елементах. Сфера використання: нанотехнології, технологія електрохімічних виробництв; у науково-дослідних інститутах та навчальному процесі.