Восстановление кислорода на нанокомпозитах медь-ионообменник (КУ-23, Lewatit K 2620) при катодной поляризации

Цель работы состояла в исследовании кинетики и динамики процесса электрохимического восстановления кислорода на нанокомпозитах медь-ионообменная матрица (КУ-23; Lewatit K 2620). Методы исследования: комплексонометрическое определение содержания металла; электронно-микроскопическое и рентгенофазовое определение размера металлических частиц; определение удельной поверхности каталитических «чернил» методом низкотемпературной адсорбции азота; определение кинетических характеристик реакции восстановления кислорода методом вращающегося дискового электрода; изучение редокс-сорбции кислорода при гальваностатической поляризации нанокомпозитов. Научная новизна работы: 1. Обнаружено повышение плотности предельного внешне-диффузионного тока электровосстановления кислорода на тонкопленочном углерод-полимерном пастовом материале Cu0∙Lewatit K 2620 – технический углерод Vulcan XC72 за счет увеличения емкости нанокомпозита по металлическому компоненту. Наличие наночастиц меди приводит к появлению нового пути протекания реакции по четырехэлектронному механизму, свойственному металлам. В кислой среде электровосстановление кислорода осложнено восстановлением противоионов меди, образующихся в результате саморастворения наночастиц металла. В результате понижения перенапряжения выделения водорода на медьсодержащем нанокомпозите в водородной форме возможно локальное повышение плотности тока и электровыделение водорода. 2. Показано, что макрокинетическая модель процесса редокс-сорбции, учитывающая внешнюю, внутреннюю диффузию кислорода и стадийное саморастворение металла, достоверно описывает процесс восстановления кислорода при катодной поляризации нанокомпозита. 3. Дана количественная оценка химического взаимодействия наночастиц меди с кислородом и его электрохимического восстановления. Установлено, что при гальваностатической поляризации тонкого зернистого слоя нанокомпозита медь-сульфокатионообменник в допредельном режиме превалирует электровосстановление кислорода. Со временем преобладающей становится химическая реакция взаимодействия меди с окислителем. Постоянная электрохимическая регенерация наночастиц металла позволяет длительное время сохранять их активность и достичь выхода на квазистационарный режим, при котором скорости окисления-восстановления меди соизмеримы. 4. Показана удовлетворительная сходимость экспериментальных данных начального периода динамического процесса редокс-сорбции кислорода с найденными по Программе численного расчета. В основу теории динамического процесса были положены макрокинетические модельные представления о том, что электровосстановление кислорода локализуется на поверхности зерна нанокомпозита. Особенность Программы заключается в учете изменяющегося при окислении наночастиц меди омического сопротивления. Однако со временем обнаруживается расхождение теоретических представлений с экспериментальными данными за счет влияния не учтенных стадий, таких как электровосстановление наночастиц меди и электровыделение водорода. Данный факт требует дальнейших исследований и дает основание на перспективное продолжение настоящей работы. DOI: 10.25970/nauchkor.z1ff-4784

Химия
Диссертации

Вуз: Воронежский государственный университет (ВГУ)

ID: 5b35138a7966e12f6e0af4f9
UUID: 4e760fc0-5d22-0136-b3a7-525400005860
Язык: Русский
Опубликовано: больше 2 лет назад
Просмотры: 165

24.7

Валерия Придорогина

Воронежский государственный университет (ВГУ)


19

Комментировать 3

Рецензировать 1

Скачать - 3,5 МБ


Поделиться работой
Current View

Рецензии:

  Авторизуйтесь, чтобы добавить рецензию

Рецензия от Валерия Придорогина
Рецензия на магистерскую диссертацию Придорогиной Валерии Евгеньевны, обучающейся по специальности 04.04.01 Химия на химическом факультете Воронежского государственного университета на тему «Восстановление кислорода на нанокомпозитах медь-ионообменник (КУ-23, Lewatit K 2620) при катодной поляризации»

больше 2 лет назад

2.5
Александр Бессонов

Плюсую комментарий Андрея. Мне тоже было интересно прочитать


0.5
Андрей Денисенко

Хорошая работа, было интересно почитать.


24.7
Валерия Придорогина

Ранее работа была опубликована на сайте https://edu.vsu.ru Образовательный портал "Электронный университет ВГУ". По результатам проверки в системе "Антиплагиат" оригинальность работы составила 84%.

Для лиц старше 18 лет