Композиционные материалы кобальт-термопластичный полимер в области перколяции как ионселективные электроды

• Автор: Шабельский, Алексей Александрович
• Шифр специальности: 02.00.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Ставрополь
• Количество страниц: 131 с. : ил.

Содержание
ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. Литературный обзор

1.1. Электродные материалы, применяемые в качестве

чувствительных элементов сенсорных датчиков для

определения ионов Со в водных растворах

1.2. Использование в качестве электродного материала композитов металлполимер

1.2.1. Методы получения композитов кобальтполимер

1.3. Структурные особенности композитов, обусловленные

взаимодействием кобальт термопластичный полимер

1.4. Электродные свойства композитов кобальт термопластичный полимер

ГЛАВА 2. Объекты и методы исследования
2.1. Исходные вещества
2.2. Получение таблетированных образцов композитов кобальт термопластичный полимер
2.3. Определение электрофизических характеристик композитов кобальт полимер
2.4. Потенциометрические измерения
2.5. Методы исследования морфологии и структурной организации композитов
2.6. Рентгенофазовый анализ композитов
2.7. Рентгенофотоэлектронная спектроскопия
2.8. Статистическая обработка данных эксперимента
ГЛАВА 3. Экспериментальная часть
3.1. Получение образцов композитов кобальтполимер и
определение их электрофизических свойств
3.2. Исследование электрохимических свойств композиционных
материалов кобальтполимер
3.2.1 Определение характеристических параметров композиционных
кобальтселективных электродов
3.3. Изучение морфологии композитов
3.4. Исследование фазового состава и поверхностного состояния
атомов кобальта в композитах
ГЛАВА 4. Обсуждение результатов ЮЗ
4.1. Особенности получения, структуры и электрических СВОЙСТВ ЮЗ
композитов Со полимер
4.2. Взаимодействие кобальт полимер как основной фактор, Ю
обуславливающий электродноактивные свойства композитов кобальт полимер
ВЫВОДЫ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


Теория ионометрии строится на предположении, что потенциал на границе раздела мембранараствор образуется в результате распределения ионов на межфазной границе раздела. Для мембран с нейтральными переносчиками при этом различают две модели. Модель распределения катиона металла с последующим образованием комплекса металла в мембранной фазе модель ЕС, i i, или модель распределения металла 6. Эта модель хорошо объясняет зависимость селективности ИСЭ от устойчивости комплексов определяемого и мешающих катионов металлов. Предполагается, что потенциалопределяющей частицей в этом случае является катион металла. Вторая модель предполагает переход ионофора из фазы мембраны в водную фазу, образование комплекса в водной фазе и переход его в фазу мембраны. Потенциалопределяющей частицей в этом случае является заряженный комплекс катиона металла с нейтральным ионофором модель СЕ, i i, или модель распределения ионофора. Обзор, посвященный ИСЭ на основе поливинилхлоридных матриц с включенными в них нейтральными переносчиками, опубликован авторами 7,8. Описаны металлселективные электроды на основе ванадиевых бронз 9,. Например, в И описаны цинкселективные электроды. Мембрана электродов состоит из твердого раствора 2. V5 2. V,2 x2 x2. Брикетированные смеси исходных веществ прокаливали при 0 С в течение 0 часов. В области 15 электрод имеет нернстовскую зависимость потенциала от концентрации ионов цинка. Рабочая область электрода находится в интервале 47. Электрод обладает удовлетворительной селективностью к катионам И в присутствии ионов II, III, II, 1 III, Си II, Со И. Сложный и длительный способ получения ионочувствительного материала, нарушение цинкселективных свойств электрода в присутствии ионов натрия в концентрациях выше 1Ю3 М, быстрое растворение иончувствителыюй мембраны в горячих растворах солей цинка, отсутствие чувствительности к катионам цинка II в кислых и щелочных растворах сильно ограничивает области применения таких цинкселективных электродов, и вообще, металлселективных электродов на основе ванадиевых бронз. Сульфид серебра является превосходным электродноактивным кристаллическим веществом, имеющим очень низкую растворимость, низкое электросопротивление. Низкое электрическое сопротивление позволяет использовать сульфид серебра как инертную токопроводящую матрицу при изготовлении электрода, селективного к катионам металлов. Однако ИСЭ на их основе имеют некоторые недостатки, определяемые химическими свойствами таких материалов, а именно неудовлетворительная устойчивость рабочих характеристик и непродолжительный срок службы в кислых и агрессивных средах. Кроме того, необходимо строго контролировать стехиометрический состав мембран, т. Поэтому для исследования сенсоров важно всестороннее изучение объемных и поверхностных характеристик материала твердых мембран. Интересный способ изготовления дешевых медьселективных электродов на основе сульфидов меди описан в . Данные ИСЭ полностью изготавливались методом скринпринта. Полимерные пасты для печати слоев электродов изготавливались на основе сульфидов меди. Для проводящих и изолирующих частей электрода использовались коммерческие марки паст серебряная паста , изолирующая УФобработанная паста , графитовая паста 1. Состав разработаных хемочувствительных слоев указан в табл. Таблица 1. Состав хемочувствительных слоев композита. Электроды печатались на гибкой полиэстеровой пленке 0,1 мм. На листе площадью 5x5 см разместили сенсоров в два ряда. Хемочувствительные слои сульфидов меди были впрессованы в серебряные окончания. Последним был нанесен изолирующий слой технологией скринпринт. Серебряный слой и слой сульфидов выдерживались в течение 5 минут при 0 С и С соответственно. Изолирующий слой был, подвергнут УФобработке с, Вт. Все потенциометрические измерения проводились относительно стандартного каломельного электрода. В качестве электролита фона использовался 0,1 М раствор КЫОз. Электродные функции пленочных электродов приведены на рис. Рнс. Калибровочные графики для слева и 2 тонкопленочных сенсоров.