Електроосадження сплавів молібдену, вольфраму і цирконію з кобальтом з білігандних електролітів на імпульсному струмі дозволило отримати композиційні покриття з унікальним поєднанням фізико-хімічних властивостей, недосяжних при використанні інших методів нанесення. Окрім складу отриманих композиційних електролітичних покриттів на каталітичне виділення водню впливають характеристики їх поверхні, зокрема рельєф і морфологія. Дослідження топографії поверхні проводили за допомогою сканівного атомно-силового мікроскопа контактним методом. Порівняно топографію поверхні осаджених покриттів і показано, що найбільш рівномірно розвиненими і мікроглобулярними є композити складу Со-Мо-WOx і Со-Мо-ZrО2. Електролітична реакція виділення водню є багатостадійним процесом, тому для встановлення каталітичної активності композиційних сплавів на основі кобальту необхідно визначити механізм за яким відбувається даний процес. Оцінку електрокаталітичних властивостей композиційних електролітичних покриттів на основі сплавівкобальту різного складу здійснювали на підставі аналізу кінетичних параметрів модельної реакції виділення водню з розчинів електролітів різної кислотності. Визначено постійні Тафеля, коефіцієнти переносу, густину струму обміну для електрохімічного виділення водню на композиційних електролітичних покриттях сплавами кобальту. За величиною струму обміну електрохімічної реакції виділення водню на покриттях Со-Мo-WОх, Со-Мо-ZrО2, Co-W-ZrО2 встановлено їх високу електрокаталітичну активність порівняно із індивідуальними металами і бінарними сплавами. Встановлено, що електровідновлення водню на композиційних сплавах кобальту протікає за механізмом Фольмера-Тафеля з уповільненою стадією рекомбінації. Запропоновано схеми реакцій, за якимипротікає відновлення водню, якщо проміжним продуктом загального процесу є гідриди металів.
Электролитические покрытия тернарными сплавами Co-Mo-W и Co-Mo-Zr, нанесенные из комплексных пирофосфатно-цитратных электролитов, отличаются равномерно развитой поверхностью, рельеф и степень развития которой благоприятны для реализации каталитических процессов. Электрокаталитическое окисление метанола, как энергоемкого реагента топливных элементов, на электродах их указанных сплавов характеризуется наличием одной волны с четко выраженным предельным током. Активность электродов с тернарными покрытиями в реакции окисления метанола значительно выше, чем платины, причем для сплава Co-Mo-Zr высота пика в 2-2.5 раза выше, чем для Со-Mo-W. Повышенная каталитическая активность покрытий обусловлена как высокой степенью развития поверхности, так и синергетическим эффектом сплавообразующих металлов. Совокупность кинетических критериев указывает на необратимое электрокаталитическое окисление метанола на исследованных сплавах в режиме смешанной кинетики через стадию адсорбции реактанта. Тернарные покрытия обладают высокой коррозионной стойкостью в щелочных средах и по значению глубинного показателя коррозии относятся к весьма стойким. Высокие каталитическая активность и коррозионная стойкость сплавов Co-Mo-W и Co-Mo-Zr позволяют рассматривать их как перспективные материалы электрохимической энергетики, в том числе для проточных редокс аккумуляторов и топливных элементов.Ключевые слова: тернарные сплавы кобальта, окисление метанола, предельный ток, электрокатализ, коррозионная стойкость.
Досліджено процес формування змішаних оксидних покривів на висококремністому сплаві алюмінію у кобальтовмісному дифосфатному електроліті методом плазмово-електролітичного оксидування. Хронограми напруги формування дослідженої системи мають класичний вид із розділенням на характеристичні області. Показано, що неоднорідність хімічного складу АЛ25 зумовлює витрату частини анодного струму на гомогенізацію оброблюваної поверхні, що відображається у мінімізації вмісту легувальних компонентів на початковому етапі обробки. Встановлено, що приріст відносної маси сформованого шару змішаних оксидів Al2O3•CoxOy є функцією часу. Залежність має екстремальний характер із максимумом на 55 хв. Хімічний склад та морфологія поверхні утворюваного оксидного шару залежать від часу оксидування. Вміст каталітичного компоненту в поверхневих шарах варіюється від 0,2 до 23,3 ат. % при збільшенні часу обробки від 10 до 60 хв. Максимальна інкорпорація кобальту до складу оксидного шару відбувається при ПЕО протягом 35-50 хв, при цьому вміст кремнію у поверхневих шарах не перевищує 2 ат. %, що є сприятливим для каталітичних властивостей одержаного матеріалу. Включення кобальту візуалізується вкрапленнями синьо-фіолетового кольору в місцях горіння мікродугових розрядів. Сформований змішаний шар оксидів алюмінію та кобальту характеризуються розвиненою мікроглобулярною структурою, утвореною конгломератами сфероїдів із середнім розміром 1-2 мкм. Нанесений оксидний шар складається із α-Al2O3 з інкорпорованими фазами Co3O4. Наявність аморфного гало зумовлено формуванням структури у нерівноважних умовах. Сукупність виявлених факторів є передумовою високих каталітичних властивостей одержаних покривів. Перспективною сферою застосування систем Al2O3•CoxOy є внутрішньоциліндровий каталіз у двигунах внутрішнього згоряння.Ключові слова: АЛ25, плазмово-електролітичне оксидування, змішані оксиди, оксиди кобальту, каталітична активність, внутрішньоциліндровий каталіз.
scite is a Brooklyn-based organization that helps researchers better discover and understand research articles through Smart Citations–citations that display the context of the citation and describe whether the article provides supporting or contrasting evidence. scite is used by students and researchers from around the world and is funded in part by the National Science Foundation and the National Institute on Drug Abuse of the National Institutes of Health.
customersupport@researchsolutions.com
10624 S. Eastern Ave., Ste. A-614
Henderson, NV 89052, USA
Copyright © 2024 scite LLC. All rights reserved.
Made with 💙 for researchers
Part of the Research Solutions Family.