Физико-химические свойства гидроксидных соединений железа (III) и систем на основе никеля (II) - железа(III)

Физико-химические свойства гидроксидных соединений железа (III) и систем на основе никеля (II) - железа(III)

Автор: Камнев, Александр Анатольевич

Шифр специальности: 02.00.04

Научная степень: Докторская

Год защиты: 2001

Место защиты: Саратов

Количество страниц: 395 с. ил

Артикул: 2302241

Автор: Камнев, Александр Анатольевич

Стоимость: 250 руб.

Физико-химические свойства гидроксидных соединений железа (III) и систем на основе никеля (II) - железа(III)  Физико-химические свойства гидроксидных соединений железа (III) и систем на основе никеля (II) - железа(III) 

СОДЕРЖАНИЕ Стр.
Список использованных сокращений
ВВЕДЕНИЕ.
ГЛАВА 1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР
1.1. Общие сведения. Соединения железа высших степеней окисления
1.2. Гидроксидные и гидратированные оксидные соединения железа и железаН
1.2.1. Аморфный гидроксид железа1.
1.2.2. 5ЕеООН
1.2.3. ЗЕеООН акаганеит
1.2.4. уЕеООН лепидокрокит.
1.2.5. аЕеООН гетит
1.2.6. Ее4 магнетит.
1.2.7. Еидроксид железа II .
1.2.8. Обсуждение литературных данных об основных типах гидроксидных и оксидных соединений железа и их поведении в щелочных электролитах
1.3. Влияние соединений железа на свойства и поведение
гидроксидноникелевых электродов ГНЭ в щелочных растворах
1.3.1. Влияние различных форм железа на физикохимические свойства ЕНЭ.
1.3.2. Влияние соединений железа на процесс анодного выделения кислорода на ГНЭ.
1.3.3. Обсуждение литературных данных о влиянии соединений
железа на свойства и поведение ГНЭ.
1.4. Гидроксидные смешанные системы на основе никеляжелеза . .
1.4.1. Структура и физикохимические свойства гидроксидных
систем на основе никеляжелеза
1.4.2. Электрохимическое поведение бинарных гидроксидов никеля
железа .
ГЛАВА 2. ФИЗИКОХИМИЧЕСКОЕ ПОВЕДЕНИЕ ТВЕРДЫХ ФАЗ ГИДРОКСИДНЫХ СОЕДИНЕНИЙ ЖЕЛЕЗАШ В ВОДНЫХ РАСТВОРАХ РАЗЛИЧНЫХ ЩЕЛОЧЕЙ
2.1. Изучение процесса взаимодействия синтетического гетита с растворами щелочей
2.1.1. Растворимость в щелочных электролитах.
2.1.2. Кинетические закономерности процессов растворения и кристаллизации в щелочных электролитах
2.1.3. Влияние природы катиона щелочи на скорость кристаллизации из щелочных растворов
2.2. Исследование физикохимических превращений твердых фаз гидроксидных соединений железа в растворах различных щелочей методом спектроскопии Я ГР
2.2.1. Фазовый анализ синтетического гетита
методом спектроскопии Я ГР.
2.2.2. Исследование продуктов старения синтетического гетита
в растворах раличных щелочей особенности влияния иона лития.
2.3. Исследование твердых продуктов длительного старения концентрированных железоШсодержащих растворов щелочи методом спектроскопии ЯГР.
2.3.1. Превращения твердых фаз в процессе длительного старения исследование методом спектроскопии ЯГР i i.
2.3.2. Продукты гидролиза твердых фаз, образующихся в концентрированных щелочных растворах в процессе длительного старения.
ГЛАВА 3. ФИЗИКОХИМИЧЕСКОЕ ПОВЕДЕНИЕ РАСТВОРИМЫХ ФОРМ ЖЕЛЕЗА В
КОНЦЕНТРИРОВАННЫХ ЩЕЛОЧНЫХ ЭЛЕКТРОЛИТАХ
3.1. Образование и состав гидроксокомплексов железа в щелочных растворах
3.1.1. О методе термодинамического анализа растворимости
3.1.2. Гидроксокомплексы железа.
3.1.3. Гидроксокомплексы железа III
3.2. Влияние состава гидроксокомплексов на зависимость
коэффициента диффузии от вязкости щелочного электролита .
3.2.1. О зависимости коэффициента диффузии от вязкости
раствора.
3.2.2. Роль постоянства состава первой координационной сферы комплексов.
3.3. Электрохимическое поведение гидроксокомплексов железа
3.3.1. Методика электрохимических измерений.
3.3.2. Катодное восстановление гидроксокомплексов железа III .
3.3.3. Анодное окисление гидроксокомплексов железаIII на платиновом электроде.
3.3.4. Анодное окисление гидроксокомплексов железаIII па гидроксидюникелевом электроде.
3.3.5. Обсуждение данных об анодном окислении гидроксокомплексов железа III с образованием феррата VI и
его самопроизвольном разложении
3.4. Оптическая электронная спектроскопия растворимых форм
железа в щелочных растворах.
3.4.1. Общие сведения. Методика приготовления растворов и
проведения спектрофотометрических измерений.
3.4.2. Растворимые продукты взаимодействия разбавленного раствора хлорида железа III с концентрированными растворами щелочи.
3.4.3. Растворимые продукты взаимодействия синтетического гетита аРеООН с концентрированными растворами щелочи .
3.4.4. Обсуждение результатов спектрофотометрических исследований гидроксокомплексов железа III в щелочных растворах
3.4.5. Электронные спектры поглощения гидроксокомплексов
железа II и продуктов их окисления на воздухе.
3.4.6. О зависимости положения полосы переноса заряда в УФ спектре гидроксокомплексов от среднеионной активности
щелочи
3.4.7. Спектрофотометрическое исследование разложения
феррата VI в щелочном растворе.
3.5. Спектроскопия ЯГР растворимых форм железаШ в щелочи . .
3.5.1. Методика приготовления растворов и проведения ЯГРспектроскопических измерений.
3.5.2. Исследование полимерных и мономерных форм гидроксокомплексов железа III.
3.5.3. Обсуждение полученных результатов ЯГРспектроскопических измерений
ГЛАВА 4. ВЛИЯНИЕ ГИДРОКСОКОМПЛЕКСОВ ЖЕЛЕЗАШ
НА КИНЕТИКУ АНОДНОГО ВЫДЕЛЕНИЯ КИСЛОРОДА НА ГИДРОКСИДНОНИКЕЛЕВОМ ЭЛЕКТРОДЕ ГНЭ В ЩЕЛОЧНЫХ РАСТВОРАХ.
4.1. О кинетических стадиях процесса анодного выделения кислорода на никеле в щелочных электролитах.
4.1.1. Особенности процесса анодного выделения кислорода на никеле
в щелочных растворах.
4.1.2. Кинетические стадии процесса анодного выделения кислорода
на никеле в различных диапазонах плотностей тока.
4.2. Исследование анодного выделения кислорода на ГНЭ в щелочном растворе при различных концентрациях гидроксокомплексов железа
4.2.1. Методика приготовления растворов и проведения потенциостатических исследований процесса анодного выделения кислорода.
4.2.2. Стационарные поляризационные кривые анодного выделения кислорода на ГНЭ и влияние гидроксокомплексов железаIII
4.2.3. Обсуждение влияния концентрации гидроксокомплексов железаIII на форму стационарных поляризационных кривых . .
4.2.4. Определение эффективного порядка реакции анодного
выделения кислорода на ГНЭ по гидроксокомплексам железаIII.
4.2.5. Обсуждение возможных путей реакции анодного выделения кислорода на ГНЭ
4.3. Температурнокинетическое исследование анодного выделения кислорода на ГНЭ в щелочном растворе в присутствии гидроксокомплексов железа
4.3.1. Влияние температуры на скорость анодного выделения кислорода на ГНЭ и расчет эффективной энергии активации процесса
4.3.2. Анализ результатов температурнокинетических исследований стационарного анодного выделения кислорода на
ГНЭ при различных потенциалах
4.4. Адсорбционноэлектрокаталитическая модель анодного выделения кислорода.
4.4.1. Общее теоретическое рассмотрение модели анодного
выделения кислорода в присутствии электрокаталитической добавки в электролите.
4.4.2. Экспериментальная проверка модели на примере электрокатализа анодного выделения кислорода на ГНЭ в присутствии гидр оке окомплексов железа III в шелочном электролите.
4.4.3. Обсуждение результатов, полученных с помощью адсорбционноэлектрокаталитической модели анодного выделения кислорода на ГНЭ в присутствии гидроксокомплексов железа III
4.5. Исследование адсорбируемости гидроксокомплексов
железаШ из щелочного электролита на гидроксидах никеля методом спектроскопии Я ГР.
4.5.1. Особенности адсорбционных исследований методом спектроскопии Я ГР и методика проведения измерений
4.5.2. Экспериментальное исследование адсорбируемости, обратимости и скорости адсорбции гидроксокомплексов железа III на гидроксидах никеля, а также продуктов
гидролиза адсорбированных форм.
4.5.3. Обсуждение данных адсорбционных исследований, полученных методом спектроскопии Я ГР
ГЛАВА 5. ФИЗИКОХИМИЧЕСКОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ БИНАРНЫХ СИСТЕМ НА ОСНОВЕ ГИДРОКСИДОВ НИКЕЛЯИЬЖЕЛЕЗАШ
5.1. Физикохимическое исследование бинарных гидроксидов никеляПжелеза1 с различным содержанием железа
5.1.1. Исследование бинарных гидроксидов никеля IIжелеза III методом спектроскопии Я ГР
5.1.2. Исследование бинарных гидроксидов никеля IIжелеза III
методом ожеэлектроиной спектроскопии ОЭС .
5.1.3. Исследование бинарных гидроксидов никеля IIжелеза III методом И К фуръеспектроскопии
5.1.4. Исследование процесса ферритообразования в бинарных гидроксидах никеля IIжелеза III методом ИК фурьеспектроскопии в дальней И К области
5.2. Влияние гидроксида железа на электрохимическое поведение и фазовый состав активного материала ГНЭ.
5.2. I. Методические особенности электрохимических измерений и определения фазового состава активного материала ГНЭ
5.2.2. Влияние гидроксида железа на конечные зарядные потенциалы металлокерамических ГНЭ
5.2.3. Влияние гидроксида железа на фазовый состав активного материала металлокерамических ГНЭ
ВЫВОДЫ.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


П, соосажденная с аморфным гидроксидом Ре1, задерживала трансформацию аморфного гидроксида в аРеООН при рН,5 по механизму растворенияпереосаждения и аРезОз при рН8 путем преобразования внутри твердой фазы. При этом ингибирование процесса образования кристаллических фаз резко снижалось, если никельН вместо соосаждения добавляли в среду к уже образовавшемуся гелю аморфного гидроксида Реш. Кинетические измерения авторов показали, что скорость трансформации последнего как в отсутствие, так и в присутствии соосажденного гидроксида никеляН 9 мол. По сравнению с кобальтом и марганцем 0, 1, стабилизирующее влияние никеляП при кристаллизации аморфного гидроксида Ре,п в щелочном растворе рН, С выше . Эффект для указанных металлов Мп Со 0 соответствует ряду ИрвингаУильямса 2 и отражает увеличивающуюся степень ковалентности металлов в ряду и, следовательно, усиление их взаимодействия с лигандами в данном случае ионы О2 и ОН в аморфном гидроксиде железа. МООН где М примесный катион стабилизирует аморфный гидроксид Ре1 тем сильнее, чем выше степень ковалентности связи МООН следует заметить, что Мп и Со в указанных выше условиях добавлялись и соосаждались с железомШ в виде солей М2, тогда как при старении в щелочном рН. С растворе, в отличие от никеля, остающегося в виде 2, трансформировались и находились в структуре формирующегося аРеООН в виде трехвалентных ионов . Ионы двухвалентных металлов могут также способствовать трансформации ферригидрита в фазу шпинели . Исследование авторами кинетики растворения в кислоте продуктов. Ре1П в присутствии добавки соосажденного гидроксида никеляП при С, т. МОРеООН старение при рН и аЫ1РегОз старение при рН8, содержавших 5. РеООН с концентрированием 1 на поверхности кристаллитов, тогда как для аРе распределение 1 было однородным. Эти данные согласуются с механизмом кристаллизации аРеООН через растворениепереосаждение. РезОз путем преобразования в объеме твердой фазы аморфного гидроксида Ре,п 3. Эта модификация оксогидроксида Ре,п ОГЖ изучена менее других полиморфных модификаций ОГЖ, несмотря на ее особые структурные и магнитные свойства 4. Это соединение представляет собой искусственно получаемый шоколаднокоричневый, обычно плохо окристаллизованный продукт . Получается при быстром окислении РеОН2 в щелочной среде при добавлении персульфатов, пероксида водорода при интенсивном продувании О через водную суспензию РеОН2 либо при окислении сухого РеОН кислородом 6. При анодном окислении сплавов Ре с , Со и Мп в щелочных и нейтральных растворах также обнаружено образование 5РеООН и твердых растворов 5Ре2зМ ООН М 1, Со, Мп 7. Известно образование твердых растворов типа 5РеООН состава РеьхМхОхОНцх с примесными катионами М 7л, М, С1 или Са 4, термической обработкой которых можно получить соответствующие смешанные оксиды, используемые в качестве магнитных материалов. РеООН образуется и при анодном окислении РеОНз в концентрированных растворах щелочи, вследствие чего эта модификация ОГЖ почти всегда присутствует в продуктах глубокого разряда железного электрода щелочных аккумуляторов на второй ступени 8. Обнаруживался 5ГеООН и в продуктах атмосферной коррозии стали 4. Кристаллическая структура 5РеООН тип СШ практически всегда обладает той или иной степенью разупорядоченности в зависимости от условий синтеза 6. Гексагональная решетка имеет параметры элементарной ячейки ,,1 нм и с0,,3 нм. Готич и др. Ре3 в исходной фазе РеОН2 при синтезе 5РеООН окислением с помощью Н2О2 в щелочной среде не мешает образованию гомогенного продукта, тем не менее небольшое количество Ре3 влияет на кристалличность образующегося 5РеООН. Наилучшая сформированность кристаллитов 5РеООН по данным рентгенографии и электронной микроскопии 4 достигалась при проведении синтеза в абсолютно инертной атмосфере. Изоморфность структур РеОН2 и 6РеООН обусловливает возможность топотактического превращения первого во второй 1. В кристалле бРеООН, имеющем, как указано выше, разупорядоченную структуру типа СсИ. Ре3 случайным образом распределены в октаэдрических позициях кислородной подрешетки, образованной последовательностью слоев атомов О и групп ОН.

Рекомендуемые диссертации данного раздела

28.06.2016

+ 100 бесплатных диссертаций

Дорогие друзья, в раздел "Бесплатные диссертации" добавлено 100 новых диссертаций. Желаем новых научных ...

15.02.2015

Добавлено 41611 диссертаций РГБ

В каталог сайта http://new-disser.ru добавлено новые диссертации РГБ 2013-2014 года. Желаем новых научных ...


Все новости

Время генерации: 0.310, запросов: 121