Конструкція електродів на основі алмазних та алмазоподібних матеріалів, їх корозійна стійкість в агресивних водних електролітах та в умовах високих катодних та анодних поляризацій. Аналіз та оцінка можливих областей застосування досліджених матеріалів.
Багатьом із вказаних вимог можуть задовольнити електроди на основі алмазних та алмазоподібних матеріалів. Успіхи, досягнуті за останні роки в області синтезу та цілеспрямованої зміни властивостей (особливо електрофізичних) алмазоподібних матеріалів, дозволяють сподіватися на перспективність їх як електродних матеріалів. Наприклад, введення легуючої добавки в процесі синтезу алмазних матеріалів дозволило збільшити їх електропровідність на декілька порядків, та отримати матеріали з напівпровідниковими та, навіть, напівметалічними властивостями. Для алмазних матеріалів область ідеальної поляризації (вікно потенціалів до розкладання фонового електроліту) у водних розчинах електролітів H2SO4, KCL, KOH складає 2 - 3 В, що значно більше, ніж для відомих металевих електродів. Ці матеріали виявляють також вибірність, чутливість до невисоких концентрацій реагентів, корозійну стійкість в надзвичайно агресивних середовищах.3): при багаторазовому повторенні циклів при потенціалах катодної та анодної реакції для таких плівок на зворотному ході анодних І, E - кривих зявляються ділянки значного зростання струму, які свідчать про проникнення електроліту до підкладки і її анодне окиснення, яке проявляється у формі піттингової корозії. Видно, що поляризаційні криві на металах-підкладках і на а-С:Н електродах суттєво відрізняються: для а-С:Н плівок характерна широка область потенціалів з низькими фоновими струмами (<10 МКА/см2), тобто 2 В для плівок на нержавіючій сталі і 2,3 В для плівок на платині. Для подальшої оцінки а-С:Н плівок на предмет їх застосування у якості індикаторних електродів при розробці в електроаналізі була досліджена їх електрохімічна активність на прикладі модельної окисно-відновної реакції з іонами [Fe(CN)6]3-/4-Вольтамперограми для а-С:Н плівки (Pt) в даній системі мають ряд характерних особливостей. Циклічні вольтамперограми а-С плівки в розчині іонів [Fe(CN)6]3-/4 - рівної концентрації мають однакові за висотою піки катодного і анодного струмів, якісно подібні тим, що спостерігалися нами для Pt-електроду в цьому ж розчині. В розчинах 0,5 М H2SO4 з добавкою 0,01 М Ce4 /3 одержані а) циклічні вольтамперограми для розчинів, що містить одночасно обидві форми деполяризатора при швидкостях розгортки потенціалу 500, 200, 100, 50, 20, 10 і 5 МВ/с; б) потенціодинамічні криві для розчинів, що містять тільки одну (відновлену або окислену) форму іонів церію при тих же швидкостях поляризації електрода.Вперше вивчено електрохімічну поведінку алмазних та алмазоподібних матеріалів широкого призначення, синтезованих в інститутах Національної академії наук України. Показано, що всі ці матеріали характеризуються широкою областю ідеальної поляризації («вікном» потенціалів): близько 3,5 В для монокристалів алмазу; 1,8 В для полікристалічної алмазної плівки; 2,5 В для а-С та а-С:Н плівок; близько 3 В для композитів (МА, НА). Всі досліджені матеріали проявляють високу корозійну стійкість в кислотах та стандартних розчинах для корозійних випробувань, а також в умовах високих поляризацій. Для а-С:Н плівок корозійна стійкість залежить від параметрів синтезу; найбільшу корозійну стійкість проявляють плівки, отримані при напрузі-500 В та вмісті метану СН4 у реакційній суміші ~70%. Вивчено кінетику електродних реакцій у водних розчинах окисно-відновних систем K3[Fe(CN)6] - K4[Fe(CN)6] і Ce2(SO4)3 - Ce(SO4)2 на електродах з різним питомим опором (r, Ом·см): монокристалі алмазу (103 Ом·см), полікристалічній алмазній плівці (109 Ом·см), алмазоподібних а-С та а-С:Н плівках (104-106 Ом·см), композитах НА та МА (102-103 Ом·см).
План
Основний зміст роботи
Вы можете ЗАГРУЗИТЬ и ПОВЫСИТЬ уникальность своей работы
