Строительные исследования
страница - 0
ВЛИЯНИЕ ПРЕДВАРИТЕЛЬНОЙ ОБРАБОТКИ ТИТАНОВОЙ ПОДЛОЖКИ НА МОРФОЛОГИЮ ПОВЕРХНОСТИ И ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА СЕЛЕКТИВНЫХ ЭЛЕКТРОДОВ НА ОСНОВЕ ОКСИДОВ РУТЕНИЯ И ТИТАНА
Кондриков Н.Б. (kondr@chem.dvgu.ru), Щитовская Е.В., Васильева М.С.,*Курявый В.Г. (kvg@ich.dvo.ru), *Руднев В.С. (rudnevvs@ich.dvo.ru), *Тырина Л.М., *Гордиенко П.С.,
Шульга Г.Н.
Дальневосточный государственный университет, * Институт химии ДВО РАН, г. Владивосток
Аноды на основе оксидов рутения и титана (ОРТА) обладают целым рядом полезных на практике свойств, таких как высокая проводимость, большой выход по току активного хлора, высокая коррозионная устойчивость и др. [1,2]. По мнению авторов [3] существенное влияние на каталитические свойства таких анодов оказывает морфология их поверхности. По всей вероятности, селективные электроды с высокой шероховатостью поверхности обладают большей удельной поверхностью и, соответственно, более высокой рабочей площадью и производительностью. Для подтверждения вышесказанного методом электронной сканирующей микроскопии (ЭСМ) была изучена морфологии подготовленных различными способами титановых подложек и покрытий ОРТА, а так же изучен фазовый состав образцов, их электропроводность и электрохимические свойства, такие как выход по току активного хлора. Сделана попытка установления корреляции между морфологией поверхности и селективными свойствами ОРТА к реакции выделения хлора.
Методика эксперимента
Подложки для ОРТА формировали на титановых пластинах марки ВТ 1-0 (2.5х0.5х0.1 cм3) следующими способами:
1- титановая пластина выдерживалась последовательно в течение 5 мин в концентриро-
ванной горячей HCl, а затем, в течение часа в насыщенном растворе С2Н2О4 и промывалась в дистиллированной воде (титан 1);
2- титановая пластина химически полировалась в смеси концентрированных кислот
HF:HNO3 (1:3) при температуре 60-800С в течение 2-3 с и затем промывалась в дистиллированной воде (титан 2);
3- титановая пластина, предварительно подготовленная как в 1, подвергалась микродуго-
вому оксидированию (МДО 1).
4- титановая пластина, предварительно подготовленная как в 2, подвергалась микроду-
говому оксидированию (МДО 2).
Методом микродугового оксидирования оксидные пленки формировали в электролите, содержащем 0.1 М раствор тетрабората натрия (марки х.ч.). Формирование покрытий осуществляли в гальваностатическом режиме, i=0.2 А см , время оксидирования 10 мин. Источником питания служил тиристорный преобразователь марки ТЕР4-100:46ОН с импульсной формой тока положительной полярности. МДО-процесс вели в сосуде из термостойкого стекла емкостью 250 мл, катод - трубчатый змеевик из нержавеющей стали марки Х18Н9Т, охлаждаемый водопроводной водой, температуру электролита поддерживали 15-200С при непрерывном перемешивании магнитной мешалкой. Оксидированные образцы промывали дистиллированной водой и сушили на воздухе.
ОРТА наносили способом термического разложения хлоридов рутения и титана в соотношении 30:70 моль% Ru:Ti, впервые предложенным фирмой «O de Nora» [4] .
Электронно-микроскопические исследования проводили на микроскопе марки LEO 430 в Институте биологии моря ДВО РАН. Электрическую проводимость пленок (G) измеряли с помощью моста переменного тока Р 5021 в 3%-ном растворе NaCl на образцах площадью 1 см2, а противоэлектродом служила платиновая сетка.
Выход по току активного хлора (BT а.х.) определяли при электролизе 3%-ного раствора NaCl йодометрическим титрованием.
Экспериментальные результаты и их обсуждение
Электрохимические характеристики ОРТА, сформированных на различных образцах титановых подложек, приведены в таблице.
Электрохимические характеристики | Вариант подложки | |||
Титан 1 | Титан 2 | МДО 1 | МДО2 | |
BT а.х., %, ± 0,1 % | 67,0 | 64,7 | 78,1 | 72, 4 |
G, mS ± 0.1 mS | 154,0 | 155,5 | 157,7 | 60,9 |
Изображения подложек и нанесенных на них покрытий, полученные на электронном сканирующем микроскопе, приведены на рис. 1 - 8.
1 м m н
a
Рис. 2. ЭСМ изображения титана 2, a
1 jjm н
b
вид сверху, b - с наклоном под углом 45o.
1Ц m ьчiu.ni (-и
ab
Рис. 3. ЭСМ изображения ОРТА, сформированного на титане 1, a - вид сверху, b - с наклоном под углом 45°.
3 jim ,-I
3 д rn -
a
b
Рис. 4. ЭСМ изображения ОРТА, сформированного на титане 2, a - вид сверху,Ь - с наклоном под углом 45°.
a
b
Рис. 5. ЭСМ изображения ОРТА, сформированного на МДО 1, a - вид сверху, b - с наклоном под углом 45°.
содержание:
[стр.Введение] [стр.1]