Особенности механизма электродных процессов на границе оксидное электронопроводящее стекло - водный раствор

• Автор: Николаев, Юрий Иванович
• Шифр специальности: 02.00.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1984
• Место защиты: Ленинград
• Количество страниц: 213 c. : ил

ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение

Глава I. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1. Электродные характеристики электронопроводящих стекол, включающих окислы Ге и . .

1.2. Граница раздела полупроводникраствор электролита.

1.2.1. Особенности строения и электрохимии границы полупроводник раствор электролита .

1.2.2. Полупроводниковые оксидные пленки на металлах .

1.3. Возможности ряда электрохимических методов .

1.3.1. Стационарные поляризационные зависимости .

1.3.2. Метод фарадеевского импеданса .

1.3.3. Потенцяодинамический метод

1.3.4. Одноимпульсный гальваностатический метод .
1.3.5. Хронопотенциометрия
Объект и задачи исследования.
Глава 2. МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТА
2.1. Синтез стекол и изготовление стеклянных электродов
2.2. Проверка стеклянных электродов
2.3. Приготовление и анализ рабочих растворов редокссистем
2.4. Импульсные измерения
2.5. Переменнотоковые измерения .
2.6. Циклическая вольтамдерометрия .
2.7. Определение стандартной плотности тока обмена, коэффициентов переноса и энергии активации.
Глава 3. ЭКСПБРЛГШГАЛЬНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ К ИХ ОБСУЖДЕНИЕ. .
3.1. Изучение симметричных элементов МестеклоМе .
3.2. Изучение стеклянных электродов в растворах окислительновосстановительных систем . .
3.2.1. Импедансные и импульсные измерения на стеклянных электродах в системе СеТ ИЗ
3.2.2. Определение параметров электродных процессов на титаносиликатных стеклянных электродах
в широком диапазоне изменения Ен и растворов.
3.2.3. Сравнение электродов и 1 в нейтральных и щелочных средах редокссистем
РеСМ 4 2 Мп12.
3.2.4. Зависимость параметров электродных процессов от омического сопротивления стеклянных электродов.
3.2.5. Титаносиликатные стеклянные электроды в растворах системы Ец 2 на ОД м НС 0,9 М
3.2.6. Зависимость дифференциальной емкости границы стеклянный электродраствор электролита от потенциала стеклянного электрода .
3.3. Влияние состояния поверхности на кинетические и электродные свойства железо и титаносиликатных электродов.
3.3.1.Исследование в растворах системы на
0,5 М НО. Влияние травления поверхности стеклянных электродов на скорость электродных реакций
3.3.2. Катодная и анодная поляризация стеклянных электродов в кислых и нейтральных растворах
токами большой плотности
3.4. Стеклянные электроды и 1 в редокс
ыетрических измерениях
3.4.1. Границы функционирования стеклянных редоксметрических электродов .
3.4.2. Измерения в щелочных растворах системы З0
БЗуГо
Заключение.
Выводы
Список литературы


Стекло Л АО Ре является лучшим из всех исследованных составов железосиликатных стекол по электродным характеристикам. Параметры железосиликатных стекол разных составов и их электродные характеристики приведены в работе 7 . В дальнейшем, если не будет особо оговорено, будут рассматриваться результаты изучения железосиликатных электродов, изготовленных из стекла этого состава. Ю М устанавливался за мин. При замене кислоты на азотную и хлорную Е возрастает соответственно до 1, В и 1, В, с. Исходные величины были на 0 мВ ниже равновесных, рассчитанных по уравнению Нернста. Потенциалы М электродов в этих условиях были ниже равновесных, неустойчивы во времени, так как в области высоких Ец на Р протекают два побочных процесса анодное разложение воды и окисление материала электродаI, 5 . Согласно теории смешанных потенциалов здесь определяющим является соотношение скоростей различных по природе процессов. I и
тока обмена . Отклонения от равновесных значений в этой
системе на железосиликатных электродах нарастали при уменьшении редоксбуферности и растворов. На с. Они не имели отклонений от ГОФ даже в случае концентрированных кислот7 . В все с. Потенциалы железосиликатных с. Результаты потенциометрических измерений получили в значительной мере объяснения на основе изучения фивнх заряжения. На рис. Главное различие двух типов стекол заключается в положении катодных площадок на кривых заряжения в кислых средах. Для железосиликатных стекол потенциал катодной площадки положителен рис. Ец 0 мВ. Для титаносиликатных с. Еы даже при малых токах заряжения рис. Здесь же отметим, что при токах заряжения КГ4 А. Асы . Области индифферентности с. Ен при 5. А.см2. Ец, мВ Ец. Откуда видно, что электронопроводящие стекла и в особенности титаносиликатные являются индифферентными материалами в широком диапазоне и сред 7 . На рис. Результаты изучения кривых заряжения и потенциометрические измерения в растворах редокссистем позволили внутри 2ой группы стекол ввделить составы, обладающие высокой и низкой коррозионной устойчивостью, а среди устойчивых с учетом технологических и других свойств выбрать оптимальные рецептуры для изготовления с. При анализе результатов изучения кривых заряжения был сделан вывод о том, что системы унОСОН и имеют очень низкую скорость на стекле. Этот вывод согласовывался с результатами потенциометрических измерений и является важной характеристикой редокометрических с. Кроме индифферентности, вторым необходимым требованием для
установления равновесных значений в растворах редокссистем, предъявляемых к материалам с электронной проводимостью, является достаточная скорость электронообменных процессов на границе электродраствор. Методом стационарных поляризационных кривых было показано, что скорости электродных реакций на границе электронопроводящее стекло раствор редокссистемы в большинстве случаев лимитируются замедленностью собственно электрохимической стадии электродного процесса. Обработка результатов поляризационных измерений проводилась по уравнению Тафеля 7, 9 . При изучении поляризационных зависимостей на с. Изза достаточно высокого сопротивления . Обычно ом. Наименьшие значения ом. I зависимостей, что позволило учитывать вклад ом. Ома до поляризующих токов А. На рис. Поляризационные кривые в общем случае несимметричны, их положение относительно друг друга свидетельствует о различных скоростях электродных процессов в зависимости от природы редокссистемы. Основные результаты, полученные Чудиновой Ю. А., по изучению кинетических параметров на с. При 0 мВ на катодных и в некоторых случаях на анодных ветвях поляризационных кривых можно было выделить тафелевские участки, а это характеризует электродные процессы на с. Сами величины плотностей токов обмена, полученные экстраполяцией тафелевских участков на 0, имели низкие значения на 35 порядков меньше, чем на электродах в соответствующих редокссистемах, причем последовательности в скоростях электродных процессов различались для стеклянных и металлических электродов. Для с. Для металлических электродов
гидрохинон
Рис.