Адсорбция анионов и смачивание в системе твердый металлический электрод (Au, Cu, Ni) - расплавленный карбонатный электролит

• Автор: Яшкевич, Ирина Владимировна
• Шифр специальности: 02.00.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1999
• Место защиты: Екатеринбург
• Количество страниц: 119 с.

Содержание
ВВЕДЕНИЕ

1. МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ МЕЖФАЗНЫХ ЯВЛЕНИЙ НА ГРАНИЦЕ ТВЕРДОЕ ТЕЛО ИОННЫЙ РАСПЛАВ.

1.1 Метод измерения веса мениска

1.2 Метод эстанса

1.3.Метод определения дифференциальной емкости двойного слоя

1.4 Подготовка электролита и твердых электродов

1.5 Кислород1гый электрод сравнения .

2.3АВИСИМОСТИ ОТ ПОТЕНЦИАЛА ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ГРАНИЦЫ РАЗДЕЛА МЕТАЛЛ РАСПЛАВЛЕННЫЙ КАРБОНАТНЫЙ ЭЛЕКТРОЛИТ

2.1. Поляризационные кривые

2.2. Зависимости от потенциала межфазной энергии металлов и сплавов на границе с расплавленной карбонатной эвтектикой состава мол. 1л2С мол. К2СО
2.2.1 Электрокапиллярные кривые на границах твердых металлических электродов Аи, М1, Си с расплавленным карбонатным электролитом.
2.2.2 Электрокапиллярные кривые на границе расплавленной карбонатной эвтектики состава мол. 1л2С мол. К2С и бинарных сплавов никеля с алюминием и хромом
2.3. Эстанс твердых металлов в карбонатных расплавах
2.4. Емкость двойного электрического слоя на границы металл карбонатный электролит
3. СМАЧИВАНИЕ И РАБОТА АДГЕЗИИ В СИСТЕМЕ ТВЕРДЫЙ МЕТАЛЛИЧЕСКИЙ ЭЛЕКТРОД РАСПЛАВЛЕННЫЙ КАРБОНАТНЫЙ ЭЛЕКТРОЛИТ.
3.1. Краевые углы смачивания металлов и сплавов расплавом карбонатной эвтектики.
3.2 Работа адгезии на границе твердого металла с расплавленным карбонатным электролитом.
4. ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ЗАРЯД И АДСОРБЦИЯ НА ПОВЕРХНОСТИ ТВЕРДЫХ МЕТАЛЛОВ В РАСПЛАВЛЕННОМ КАРБОНАТНОМ ЭЛЕКТРОЛИТЕ
4.1. Потенциалы нулевого заряда металлов и сплавов в расплавленной карбонатной эвтектике состава мол. Ы2СОг мол. К 2С
4.2 Плотность заряда и адсорбция кислородсодержащих анионов на металлических электродах и электродах из модельных сплавов никеля с алюминием и хромом
ВЫВОДЫ
ЛИТЕРАТУРА


В качестве объектов исследования были выбраны электроды из золота, меди и никеля. В первую очередь, представляло интерес изучить электрокапиллярные явления на границе раздела твердого золота с расплавленными карбонатами, с тем, чтобы сравнить полученные данные с экспериментально изученными свойствами межфазной 1раницы золота с галогенидными расплавами. Золото, кроме того, является идеальным объектом для исследования электрокапиллярных зависимостей, поскольку устойчиво к окислению даже в агрессивной среде расплавленных карбонатов щелочных металлов. Помимо этого, мы сочли целесообразным исследовать электрод из меди, имеющей аналогичную золоту электронную структуру. Никель был выбран в качестве объекта исследования, как базовый материал электродных сплавов, имеющих важное промышленное значение. Изучение явлений на границе твердый металл расплавленный электролит необходимо также потому, что именно на этой границе раздела осуществляется множество технологических процессов. Например, чтобы оценить режим растворения и пассивации материалов в электролитах или судить о начальных стадиях электролитического выделения газов, необходимо иметь представление об адсорбции заряженных частиц на электроде. Очень важно знать механизм адсорбции в системах, перспективных для реализации идеи прямого преобразования химической энергии в электрическую, в частности, в карбонатных топливных элементах. В частности, важно изучить явления, происходящие на границах разделах электродов с расплавом и газовой фазой. На этих границах наиболее интенсивно протекают токовые реакции. Для реализации устойчивой трехфазной границы необходимо, чтобы пористые электроды топливного элемента в достаточной степени заполнялись карбонатным электролитом, но не затоплялись им полностью. Научная проблема, по сути дела сводится к выявлению закономерностей смачивания электродных материалов карбонатным электролитом в зависимости от состава соприкасающихся фаз и ряда внешних факторов, таких как температура, электрические и магнитные поля и т. Смачивание в такого рода системах в различных атмосферах изучалось в работах . Все исследования проводились методом лежащей капли, погрешность которого в высокотемпературных системах очень велика. Кроме того, в не исследовано влияние на смачивание потенциала электрода. В упомянутых выше работах , для изучения влияния поляризации на явления смачивания твердых металлических электродов из Аи и ЬН расплавом карбонатной эвтектики использован метод определения высоты подъема мениска. Для реализации этого метода необходимо производить измерения максимальной высоты подъема расплава на металлическую пластину. Как известно, любые оптические способы наблюдения за менисками жидкостей, особенно производимые в высокотемпературных системах, сопряжены с достаточно большими погрешностями эксперимента. В данной работе влияние поляризации на смачивание чистых металлов Аи, Си, и модельных сплавов А1, МСг разного состава расплавом карбонатной эвтектики . С мол. К2С рабочим электролитом топливного элемента изучено с помощью метода веса мениска. В работе впервые получены электрокапиллярные кривые на твердых золоте, меди, никеле и модельных сплавах на основе никеля в расплавленном карбонатном электролите. Изучены зависимости от поляризации электрода дифференциальной емкости двойного слоя и эстанса для золотого, медного и никелевого электродов в расплаве карбонатной эвтектики. Обнаружено влияние природы металла на форму полученных зависимостей энергетических свойств поверхности от потенциала. Для объяснения результатов использованы представления о специфической адсорбции анионов электролита, сопровождающейся переносом заряда через границу раздела. Материалы работы опубликованы в трех статьях, доложены на 6ом международном Фрумкинском симпозиуме в году в Москве, на Х1ой конференции по физической химии и электрохимии расплавленных и твердых электролитов в году в Екатеринбурге, на научном семинаре Современные проблемы физической химии, посвященном памяти В. А.Кузнецова в году в Екатеринбурге.