Твердофазные потенциометрические сенсоры, селективные к ванадий- и вольфрамсодержащим ионам

• Автор: Смирнова, Ольга Алексеевна
• Шифр специальности: 02.00.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2000
• Место защиты: Саратов
• Количество страниц: 135 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

Г лава 1. Сенсоры на основе оксидных бронз

переходных металлов V, XV

1.1. Электродные свойства оксидных вольфрамовых бронз

1.2. Электродные свойства оксидных ванадиевых бронз

Глава 2. Экспериментальная часть

2.1. Реагенты. Приготовление активного электродного материала

2.2. Разработка конструкции электродов и сенсоров

2.2.1. Выбор материала гокоподвода

2.2.2. Разработка технологии изготовления рабочею элеюрода

2.3. Методы исследований
Глава 3. Твердофазные сенсоры на основе оксидных
вольфрамовых бронз
3.1. Состояние ионов вольфрама6 в растворе
3.2. Определение вольфрама в присутствии молибдена
3.3. Физикохимические свойства оксидных вольфрамовых бронз
3.4. Электрохимические характеристики электродов на основе оксидной вольфрамовой бронзы
Глава 4. Твердофазные сенсоры на основе оксидных
ванадиевых бронз
4.1. Состояние ионов ванадия5 в растворе
4.2. Физикохимические свойства оксидных ванадиевых бронз
4.3. Электрохимические характеристики электродов на основе
оксидной ванадиевой бронзы
Глава 5. Механизм формирования скачка потенциала оксидных
бронз 1элементов на границе с водными растворами
5.1. Динамические характеристики сенсоров
5.2. Оценка обратимости электродных процессов
5.3. Поведение границы тврдый электролиг полупроводник Глава 6. Аналитическое применение твердофазных сенсоров,
селективных к ванадий и вольфрамсодержащим ионам
ВЫВОДЫ
ЛИТЕРАТУРА


ЕЮ Е0 АЕ1 ехр Хт 1. Предложен механизм формирования границы контакта смешанный проводник бронза водный раствор. Практическая значимость. Разработана методика экспрессного потенциометрического определения ванадия5 в присутствии ванадия4 в активных катодных материалах литиевых химических источников тока. Правильность полученных результатов подтверждена титриметрическим анализом ванадия5 и ванадия4 при совместном присутствии. Разработана методика экспрессного потенциометрического определения вольфрама в 4молибденвольфрамовых сплавах. Предложенные сенсоры и разработанные методики внедрены в лаборатории ОАО iэлемент г. Саратов, ООО Элмашсплав г. Саратов, в учебный процесс кафедры общей химии СГТУ. Получены акты внедрения. Некоторые вопросы механизма потенциалобразования электродов на основе оксидных бронз ванадия и вольфрама. Электрохимические свойства исследуемых тврдофазных электродов. Аналитические возможности разработанных сенсоров. Апробация работы. Результаты работы доложены на 4ом и 5ом Международных семинарах Ионика тврдого тела Черноголовский научный центр РАН, г. Международной конференции молодых учных Синтез, исследовагае свойств, модификация и переработка высокомолекулярных соединений г. Казань, г. Международной конференции Композит г. Саратов, г. Ii i i ii, , , Всероссийской конференции по электрохимии мембран и процессам в тонких ионопроводящих плнках на электродах. ЭХМ г. Энгельс, г. Декадах науки СГТУгг. СГТУ. В настоящее время нестехиометрические соединения оксидов переходных металлов, в частности ванадиевые и вольфрамовые бронзы, широко используются в качестве активных электродных материалов в электрохимических преобразователях энергии и информаций 15. Одним из перспективных направлений является применение их в качестве электродов в газоанализаторах6, ионоселективных датчиках жидких сред для анализа и контроля состава как замкнутых объмов технологических производств, так и в целом для мониторинга окружающей среды. Как известно, ванадий располагается в пятой группе периодической системы элементов Д. И. Менделеева, а вольфрам в шестой. Несмотря на это, между оксидами этих соединений и их бронзами наблюдается большое сходство. Особенности переходных элементов, к которым относятся ванадий и вольфрам, определяются, прежде всего, электронным строением их атомов, а именно тем, что во втором снаружи электронном слое имеется не полностью занятый электронами 1подуровень. Для образования химических связей атомы переходных элементов могут использовать не только внешний электронный слой, но также 1электроны и свободные 1орбитали предшествующего слоя. Поэтому для этих элементов характерна переменная валентность, и это приводит к образованию соединений с различным соотношением количества входящих в него атомов. Возможность создания химических связей с участием электронов и свободных орбиталей обусловливает и ярко выраженную способность переходных элементов к образованию нестехиометрических соединений, таких, как оксидные броьгзы. Оксидные бронзы нестехиометрические соединения с общей формулой МхЭ2Оц, где М Н, Н, ЫН4 или металл, чаще всего щелочной, Э переходный металл IVVI группы периодической системы элементов V, XV, Мо, 6 и др. О х 1. Они также рассматриваются как тврдый раствор элемента М в оксидной матрице Э2птОп. Оксидные бронзы переходных металлов ванадия, вольфрама, молибдена, ниобия представляют определнный класс соединений, имеющих между собой значительную аналогию, которая определяется такими свойствами, как элекфопроводность, химическая стойкость к щелочам и кислотам, достаточно высокая механическая прочность. Возможность синтеза оксидных бронз различными способами в виде мелкокристаллических порошков и отдельных монокристаллов, отличающихся по составу и структуре наряду с перечисленными свойствами создат предпосылки к уникальным электрохимическим свойствам. В работах 9 отмечается существование определнной зависимости потенциала электродов из натрийвольфрамовых бронз от раствора. Е Ео КТ2Н1п Ео ЮУИп Н 1.