Электроповерхностные свойства и устойчивость дисперсий оксида вольфрама (VI) в растворах электролитов

• Автор: Петров, Юрий Юрьевич
• Шифр специальности: 02.00.11
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 160 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
Введение

Глава 1. Обзор литературы

1.1. Общие представления об электрохромном эффекте

1.2. Представления о заряжении поверхности оксидов

1.3. Электрокинетические характеристики капиллярных систем.

1.4. Агрегативная устойчивость лиофобных коллоидных систем

1.5. Электрооптический эффект в коллоидных системах

1.6. Общие сведения об оксиде вольфрама VI

Глава 2. Объекты исследования и методики эксперимента

2.1. Объекты исследования

2.2. Методики эксперимента
2.2.1. Определение заряда поверхности часгиц оксида вольфрама
методом динамического потенциометрического титрования
2.2.2. Определение структурных характеристик насыпной диафрагмы и плоскопараллсльного капилляра
2.2.3. Метод потенциала течения
2.2.4. Определение электроки нети чес кого потенциала
методом ультра микроэлектрофореза
2.2.5. Определение проводимости оксида вольфрама
2.2.6. Определение поверхностной проводимости раствора в порах диафрагмы или капилляра
2.2.7. Определение рНиэт суспензии Оз путм измерения суспензионного эффекта
2.2.8. Исследование агрегативной устойчивости золей оксида вольфрама
2.2.9. Методика электрооптических исследований
2.2 Определение электропроводности и рI растворов элекзролитов Глава 3. Экспериментальные результаты и их обсуждение
3.1. Структурные характеристики дисперсий УОз
3.2. Адсорбция потенциалопределяющих ионов на поверхности Оз
3.3. Электрокинетический потенциал У в растворах электролитов
3.4. Поверхностная проводимость У в растворах электролитов
3.5. Электроповерхностные свойства композиции У 0,1ТЮ2
3.6. Агрегативная устойчивость золя
3.6.1. Фотометрические исследования 1
3.6.2. Электрооптические исследования
3.6.3. Расчт потенциальной энергии парного взаимодействия частиц
Выводы
Список литературы


Но эти же свойства делают такую среду термодинамически нестабильной. Под воздействием различных внешних факторов, а также в процессе циклического окрашивания и обесцвечивания плнка УОз изменяет свои характеристики, эффективность окрашивания падает, то есть имеет место деградация. Известны, по крайней мере, ещ три причины деградации ЭХ ячеек. Это, вопервых, растворение плнок оксида вольфрама в электролитах. Вовторых, проникновение в процессе эксплуатации в плнку 3 примесей 3, 7. Втретьих, выход из строя ЭХустройств обусловлен механическими напряжениями, возникающими в плнке оксида при пропускании через не электрического тока 7, . Третья причина старения достаточно чтко проявляется в том, что при окрашивании или обесцвечивании возникают трещины в плнке, происходит е отслаивание от подложки. Со временем величина протонной проводимости падает, причм тем быстрее, чем выше температура образца и выше содержание воды в приборе. Поэтому в настоящее время важной задачей является получение стабильных плнок оксида вольфрама, обладающих высокими ЭХ характеристиками. Для этого предложено либо вносить в примеси затрудняющие кристаллизацию, либо наносить достаточно тонкие слои на подложку с развитой поверхностью. При этом доступ катионов не затрудняется, а в тонких слоях механические напряжения перераспределяются на подложку. В качестве замены чистого часто рассматривается композиция i , . Так, например, Ван и Ху описывают метод стабилизации 3 перед нанесением плнок добавлением бутоксида титана i4 к раствору пероксовольфрамовой кислоты. Последующим гидролизом плнка превращалась в смесь состава 9Оз ТЮ2. В статье Алиева и Шина указывается на высокую стабильность и повышенное быстродействие композита 3 0,ГПО2, полученного добавлением высокодисперсного i Р с радиусом частиц нм к раствору пероксовольфрамовой кислоты с последующей термообработкой. Классические представления об образовании и строении двойного электрического слоя на поверхности оксидов. Тврдые оксиды в водных растворах, как правило, электрически заряжены. На границе раздела фаз происходит пространственное перераспределение зарядов и образование двойного электрического слоя ДЭС. Если две незаряженные фазы привести в соприкосновение, то вследствие неравенства химических потенциалов одна из фаз приобретает положительный заряд, а другая отрицательный. Заряжение границы раздела оксидраствор электролита может протекать по одному из двух механизмов путм диссоциации поверхностных групп 8ОН, либо путм адсорбции ионов 1Г и ОН. ОН2 БОН Н 1. Н 1. ОН БОНГ, 1. БО 1 Г БО Н. С термодинамической точки зрения уравнения 1. ПОИ. При низких значениях в результате адсорбции протона поверхность оксида заряжается положительно, а при более высоких значениях вследствие адсорбции ОН или десорбции И отрицательно. ГГп,Гш. Фарадея, Г, величина адсорбции иона . Значение раствора, при котором заряд поверхности оо 0, называется точкой нулевого заряда ТНЗ. У оксидов в ТНЗ адсорбция Н и ОН ионов одинакова Г Г01 . ИЭТ. В отсутствие специфически сорбирующихся непотенциалопределяющих ионов ИЭТ и ТНЗ совпадают . В случае специфической адсорбции катионов ТНЗ сдвигается в область меньших значений , а ИЭТ в щелочную область. В случае специфической адсорбции анионов ТНЗ смещается в щелочную область значений , а ИЭТ в кислую. Для описания распределения заряда и потенциала у границы раздела фаз в растворе используются различные теории ДЭС в исторической последовательности теория Гельмгольца, ГуиЧепмена, Штерна, Грэма. Хотя наиболее строгой является последняя теория, для описания связи заряда с потенциалом и концентрацией электролита в растворе обычно используется теория Гуи. В большинстве современных работ используется теория Штерна, которая является модифицированной теорией ГуиЧепмена, учитывающей конечные размеры ионов. Для описания поля все теории ДЭС оперируют координатами эквипотенциальных поверхностей. В качестве нулевого значения потенциала принимают потенциал раствора, в точке, бесконечно удалнной от поверхности раздела фаз.