Электрохимический синтез каталитических систем железо-молибден и изучение свойств полученного материала

• Автор: Голянин, Константин Евгеньевич
• Шифр специальности: 02.00.01, 02.00.05
• Научная степень: Кандидатская
• Место защиты: Б. м.
• Количество страниц: 113 с. : ил.

Москва 2
СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

ЕЛАВА 1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

1Л Состояние соединений БеДИ) и Ре(П) в растворах, применяемых для электроосаждения

1.2 Состояние соединений молибдена в водных растворах

1.3 Электрохимия соединений молибдена в растворе

1.4 Кинетика и механизм совместного восстановления соединений Мо(У1) с металлами группы железа

1.5 Состав растворов для осаждения сплавов металлов группы железа с молибденом

1.6 Структура и морфология электролитических осадков молибдена с металлами группы железа

1.7 Электрокаталитические свойства сплавов молибдена с металлами группы железа

1.8Каталитическая активность Ре-Мо-материал о в в гетерогенных химических процессах
Выводы по литературному обзору
Постановка задач экспериментального исследования
ЕЛАВА 2.МЕТОДИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ
2.1 Рабочие растворы, реактивы, газы
2.2 Электроосаждение сплава Ре-Мо
2.3 Определение атомных (массовых) долей железа и молибдена в полученных катодных осадках
2.4 Методики поляризационных измерений
2.5 Методика импедансных измерений
2.6 Определение состава поверхностных слоев осадков Ре-Мо методом рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии (РФЭС)
2.7 Определение фазового состава осадков Ре-Мо
2.8 Спектрофотометрические исследования
2.9 Исследование морфологии электродных осадков Ье-Мо
2.10 Определение содержания водорода в катодных осадках Ре-Мо
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
ЕЛАВА 3. Процесс электрохимического получения сплавов Ье-Мо
3.1 Выбор электролита для осаждения сплава Ье-Мо
3.2 Кинетика электродных реакций в электролите для осаждения сплава железо-молибден
3.3 Временные зависимости (транзиенты) в процессе электроосаждения сплава Ье-Мо
Выводы по главе 3
ГЛАВА 4. Характеристика осадков Ье-Мо, полученных электролизом, физическими методами
4.1 Рентгеновская фотоэлектронная спектроскопия
4.2 Рентгенофазовый анализ
4.3 Мёссбауэровская (у-резонансная) спектроскопия осадка Ре-Мо
4.4 Морфология осадков Ре-Мо
Выводы по главе 4
ГЛАВА 5. Электрокаталитические свойства осадков Ре-Мо в реакции выделения водорода
5.1 Перенапряжение выделения водорода на катодных осадках Ье-Мо
5.2 Устойчивость Ре-Мо-катодов в процессе длительного выделения водорода в щелочных средах
Выводы по главе 5
ВЫВОДЫ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
БЛАГОДАРНОСТЬ ИЗ

ВВЕДЕНИЕ
Актуальность проблемы.
При решении проблем разработки и производства каталитических и электрокаталитических материалов для различных приложений возникает задача создания эффективных и устойчивых систем. В частности, остро стоит проблема замены дефицитной платины на катализаторы, не содержащие благородных металлов. Для их получения широко используются различные методы: химическое осаждение, напыление катализатора на носитель, высокотемпературные методы и др. Электрохимические методы синтеза катализаторов используются относительно редко, хотя их несомненным преимуществом является возможность прямого управления процессом получения материала посредством задания величины электродного потенциала. Следует отметить, что при электрокристаллизации также могут быть получены наноструктурированные системы, что важно с точки зрения создания новых материалов для гетерогенного катализа и электрокатализа.
Относительно малая распространенность электрохимических методов создания каталитических систем связана, в первую очередь, с отсутствием или недостаточной полнотой необходимой информации о механизме реакций, происходящих в процессе синтеза, а также о составе и структуре получаемых осадков. В результате свойства материалов, полученных электролизом, часто весьма далеки от оптимальных. По этой причине задача всестороннего исследования процессов электроосаждения, состава и свойств получаемых электродных осадков является актуальной.
Системы, включающие Мо (У) и металлы группы железа, привлекают внимание исследователей в связи с тем, что сплавы этих металлов проявляют высокую каталитическую активность в реакции электрохимического выделения водорода. Однако до сих пор нет

2.2 Электроосаждение сплава Fe-Mo
Осадки железо-молибден наносили на поверхность медных электродов и электродов из стеклоуглерода.
Медные электроды (99.9% Си) перед проведением электроосаждения обезжиривали в растворе химического обезжиривания, содержащем (г/л) [128]: NaOH - 10, Na3P04 - 20, ТЧазСОз (техн.) - 20. С целью исключения возможного влияния поверхностно-активных веществ на кинетику реакций, протекающих при электроосаждении сплава, ПАВ были исключены из состава раствора обезжиривания. Затем медный образец промывали проточной и бидистиллированной водой, активировали в растворе 10 % (масс.) серной кислоты и помещали в ячейку, использовавшуюся для электроосаждения.
Электроды из стеклоуглерода предварительно полировали до зеркального блеска, обезжиривали в растворе КОН при температуре 60°С, тщательно промывали теплой (~50°С) дистиллированной водой. Перед проведением экспериментов поверхность стеклоуглерода необходимо было очистить от загрязнений различной природы, которые могут быть адсорбированы на его поверхности. С этой целью электрод помещали в 0.5 М раствор серной кислоты, после чего циклировали потенциал электрода в интервале 0.0-1.0 В* со скоростью 100 мВ/с. Затем раствор кислоты меняли на предварительно продутый аргоном электролит для электроосаждения сплава.
Электроосаждение проводили в потенциостатическом и гальваностатическом режиме, для задания потенциала электрода (тока) использовали цифровой потенциостат IPC Pro или стабилизированный источник тока.
Для определения массы нанесенного покрытия образцы после нанесения покрытия тщательно промывали, сушили и взвешивали. Химический состав нанесенных сплавов определяли согласно п.2.3.