Взаимодействие медь-термопластичный полимер в композиционных электродных материалах

• Автор: Булгакова, Кира Николаевна
• Шифр специальности: 02.00.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Ставрополь
• Количество страниц: 170 с. : ил

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. Литературный обзор

1.1. Электродные материалы, применяемые в качестве чувствительных элементов сенсорных датчиков для определения ионов Си2

в водных растворах.

1.2. Композиты металлполимер, их использование в качестве

электродного материала

1.2.1. Методы получения композитов медьполимер.

1.3.Состояние меди и ее взаимодействие в процессе формирования

композитов медьполимер

1.4. Структурные особенности композитов медьполимер.

1.5. Электродные свойства композитов, обусловленные взаимодействием медьполимер.
1.6. Композиты медьполимер, модифицированные ионами .
ГЛАВА 2. Объекты и методы исследования.
2.1. Исходные вещества
2.2. Получение систем медьполимер и их таблетированных
образцов.
2.3. Измерение электрофизических характеристик композитов
медьпол и мер.
2.4. Потенциометрические измерения.
2.5. Фотометрический метод определения содержания ионов Си2
в растворе.
2.6 Физикохимические методы исследования образцов.
2.6.1. Оптическая и электронная микроскопия.
2.6.2. Реитгенофотоэлекгронная спектроскопия
2.7. Статистическая обработка эксперимента.
ГЛАВА 3. Экспериментальная часть.
3.1. Характеристики исходных веществ
3.2. Результаты исследования медьсодержащих композитов с помощью оптической и электронной микроскопии
3.2.1. Микроскопическое строение композитов медьполисгирол.
3.2.2. Микроскопическое строение композитов медьсополимер стирола
хметил стиролом
3.2.3. Микроскопическое строение композитов медьполиэтилен низкого давления
3.2.4. Микроскопическое строение композитов медьполивинилбутираль
3.3. Получение образцов композитов медьполимер и определение их электрофизических свойств.
3.4. Исследование электрохимических свойств композиционных электродов медьполимер
3.4.1. Потенциометрические измерения с композитами
а медьполистирол
б медьсополимер стирола с аметилстиролом.
в медьполиэтилен низкого давления.
г медьполивинилбутираль.
3.4.2. Метрологические оценки электродов
3.5. Исследование поверхностного состояния композитов методом
рентгенофотоэлектронной спектроскопии и взаимодействия меди с
полистиролом, сополимером стирола с аметилстиролом,
полиэтиленом низкого давления, поливинилбутиралем
3.6. Композиты медьполистирол, модифицированные и
используемые в качестве электродов II рода.
3.6.1. Использование композиционных электродов СиЗСиПС для определения содержания ионов З2 в водных растворах
3.6.2. Состав и строение композитов СиЭСиПС
Г ЛАВА 4. Обсуждение результатов.
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ
ЛИТЕРАТУРА


Измерение потенциалов проводили цифровым вольтметром 1Ц с входным сопротивлением Ом. Си или Си 2 I Исследуемый ,1М КЫОз I КС1ас I ,Л. Электродные функции ионоселективных электродов на основе системы Си 2 в растворах сульфата меди в зависимости от состава и условий получения мембран представлены на рис. В при С. СгБЗО мол Л2 или чистого Сь5. Рис 2. Зависимость электродной функции мембранных электродов на основе СиАй, полученных прессованием при 0С, от активности мсдиИ в растворе при различном составе мембраны Си мол 1 2 3, 40. Статистическая обработка показала, что величины мембранных потенциалов электрода на основе Си 2 в растворах сульфата меди в течение нескольких месяцев остаются практически постоянными и колебания не превышают 3 мВ. Время установления стабильных значений потенциалов невелико и даже для разбавленных растворов не превышает одной минуты. Влияние посторонних ионов авторы 9 изучали при добавлении различных солей к КГ КГ М растворам меди Г1. Присутствие в исследуемом растворе А1 и 1П оказывает заметное влияние на значение потенциала, поэтому при определении меди П эти ионы в растворах должны отсутствовать. II практически влияния не оказывают. Для катионов К, , Са, коэффициент селективности составляет величину менее . Электроды на основе поликристаллов 2 2, селективные к ионам меди П, характеризуются концентрационной областью определения меди П в пределах от 1 6 М. Па условия работы таких электродов оказывают влияние ионы серебра I и ртути II. Ионы свинца, цинка, никеля практически не мешают определению меди в растворе. В работе предложена электродная система из селективных композиционных плночных игольчатых электродов на основе сульфида серебра для определения ионов ртути1. В качестве электрода сравнения использован АгЭэлектрод. Идея заключалась в применении дифференциальной схемы измерений, позволяющей скомпенсировать влияние мешающих примесей. Для этого в качестве электрода сравнения применяли электрод с матрицей из того же материала, что и индикаторный электрод. Электрод сравнения ЭС авторы выполнили на основе хромоникелевой стати медицинская игла, на которую наносили слой толщиной 0,2 0,3 мм химически стойкого отвержднного органического полимера, в котором распределн мелкодисперсный порошок сульфида серебра или меди с размерами зрен мкм в соотношении 11. Индикаторный электрод ИЭ отличается от электрода сравнения тем, что в матрицу из органического полимера и сульфида серебра вводится сульфид тяжлого металла например, ртути, кадмия и т. Для придания чувствительности электроду к тому или иному иону, количество имплантируемого сульфида этого металла по отношению к 2 или , составило от 3 до по массе. Исследование проводилось на стандартном оборудовании иономер универсальный ЭВ. На рис. Сс, РЬ в растворе нитрата натрия 0, М. При оценке селективности использовали линейную область, экстраполируя зависимости с от ф к начальному потенциалу в бесконечно разбавленном растворе по исследуемым катионам. В табл. Рис 3. С 8 РЬ2. Видно, что повышение селективности за счт применения предлагаемой системы измерений составляет от 1. АА по выше, чем показано на рис. М, но начиная с концентрации 5 М крутизна нелинейно убывает рис. Для пары электродов АБ чувствительность но составляет М. Действительно, формула Нернста для сульфидных электродов в общем случае имеет вид
Ф Ф0 аМс2
где ф потенциал электрода ф стандартный электродный потенциал универсальная газовая постоянная Т абсолютная температура г число электронов в элементарном электрохимическом акте реакции Я число Фарадея, а сМе2 У, где а активность, с молярная концентрация у коэффициент активности. Известно, что у 1. При температуре С для идеального электрода в этом случае величина Кр ЯТР должна быть равна мВ. Объяснить увеличение крутизны изменением коэффициента активности за счет взаимодействия в неидеальных растворах представляется затруднительным. Повидимому, в электродном материале одновременно с сульфидами тяжлых металлов присутствуют их полисульфиды. МеЬ 7. У1.