Лук'яненко Т. В. Електроосадження композиційних електрокаталізаторів на основі PbO2 з метансульфонатних електролітів

English version

Дисертація на здобуття ступеня доктора наук

Державний реєстраційний номер

0516U000788

Здобувач

Спеціальність

  • 02.00.05 - Електрохімія

13-10-2016

Спеціалізована вчена рада

Д 08.078.01

Державний вищий навчальний заклад "Український державний хіміко-технологічний університет"

Анотація

Об'єкт дослідження - електрокаталітичні процеси, що протікають на електродах при високих анодних потенціалах за участю оксигенвмісних частинок. Мета роботи - встановлення загальних закономірностей нуклеації і електроосадження плюмбум(IV) оксиду з метансульфонатних розчинів, а також впливу компонентів електролітів та параметрів електролізу на текстуру, фазовий та хімічний склад одержаних матеріалів, їх фізико-хімічні властивості і електрокаталітичну активність. Методи дослідження - стаціонарна і циклічна вольтамперометрія, хроноамперометрія, метод електродного імпедансу, метод обертового дискового електрода (вивчення кінетики електрохімічних процесів); фотоколориметрія, флуоресцентна і спектрофотометрія в УФ і видимій ділянках, атомно-абсорбційна спектроскопія, високоефективна рідинна хроматографія (аналіз складу розчинів); сканувальна електронна і атомно-силова мікроскопії, рентгенівська дифракція, рентгенівський мікроаналіз (характеристика морфології, структури і хімічного складу оксидних електродів), статистичний метод (обчислення і статистична обробка результатів). Теоретичні та практичні результати: Встановлено, що в присутності метансульфонат-іонів в електроліті прискорюється нуклеація PbO2. На відміну від нітратних електролітів, при використанні метансульфонатних розчинів переважаючою алотропною формою є а-фаза PbO2. Виявлена екстремальна залежність швидкості осадження оксиду від концентрації метансульфонат-іонів у розчині, що обумовлена їх адсорбцією на електроді і утворенням метансульфонатних комплексів плюмбуму. Використання іонних добавок приводить до інгібування електроосадження PbO2 за рахунок адсорбції іонів на поверхні зростаючого осаду. При цьому вони впроваджуються в зростаючий плюмбум(IV) оксид за механізмом іонного обміну. У результаті цього добавки впливають на фазовий склад покриття і ступінь гідроксилювання поверхневого шару оксиду, а також електрокаталітичну активність одержаних матеріалів. Виявлена екстремальна залежність швидкості електроосадження PbO2 від вмісту часточок дисперсної фази, що не мають власної електрохімічної активності. Запропонована розширена кінетична схема, яка враховує як комплексоутворення, так і утворення електроактивних частинок, до складу яких входять колоїдні частки оксидів вентильних металів. Виявлена екстремальна залежність перенапруги реакції виділення кисню від вмісту метансульфонат-іонів в електроліті осадження, яка обумовлена зміною фазового складу і ступеня кристалічності PbO2. Сфера використання: Комплекс систематичних експериментальних даних, що представлено в дисертаційній роботі, про вплив різних факторів на кристалізацію, фазовий і хімічний склад, а також низку фізико-хімічних властивостей матеріалів на основі плюмбум(IV) оксиду, які отримано з метансульфонатних електролітів, є науковою основою новітніх екологічно безпечних технологій електрохімічного синтезу оксидних покриттів на основі PbO2 заданого складу та їх використання у процесах знешкодження токсичних органічних сполук (електрохімічна енергетика, гальванотехніка, синтез сильних окисників та ін.).

Файли

Схожі дисертації