Электрохимическое модифицирование поверхности металлов с использованием фторсодержащих ионных жидкостей (1105545)
Текст из файла
Московский Государственный Университетимени М.В. ЛомоносоваХимический факультетНа правах рукописиДжунгурова Гиляна ЕвгеньевнаЭлектрохимическое модифицирование поверхности металлов сиспользованием фторсодержащих ионных жидкостейСпециальность – 02.00.04. – физическая химияДиссертация на соискание ученой степеникандидата химических наукНаучный руководитель:проф., д.х.н. Кустов Л.М.Москва20142ОГЛАВЛЕНИЕВВЕДЕНИЕ........................................................................................................................................................... 5ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ ......................................................................................................................................
8Глава 1. Ионные жидкости ................................................................................................................................... 81.1 Общие сведения об ионных жидкостях .................................................................................................... 81.2 Ионная проводимость ...............................................................................................................................
101.3 Электрохимическая стабильность ........................................................................................................... 101.4 Вязкость...................................................................................................................................................... 131.5 Гидрофобность .......................................................................................................................................... 141.6 Двойной электрический слой ...................................................................................................................
16Глава 2. Электрохимическое полирование ....................................................................................................... 192.1 Механизм и кинетика электрохимического полирования ..................................................................... 192.2 Электрохимическое полирование металлов в ИЖ ................................................................................. 23Глава 3. Анодное растворение металлов в ИЖ ................................................................................................
27Глава 4. Наноструктуры на поверхности металлов ......................................................................................... 314.1 Механизм образования пористого анодного оксида алюминия в водных растворах ......................... 314.2 Механизм образования нанотрубок в анодном оксиде титана в водных растворах ........................... 354.3 Металл-оксидные наноструктуры на поверхностях других металлов ................................................. 374.4 Формирование наноструктур в ИЖ ......................................................................................................... 38ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ...............................................................................................................
40Глава 5. Исходные вещества, аппаратура и техника эксперимента ............................................................... 405.1 Исходные вещества ................................................................................................................................... 405.2 Аппаратура ................................................................................................................................................. 425.3 Техника эксперимента .............................................................................................................................. 425.3.1 Электрохимическое полирование платины .....................................................................................
425.3.1.1 Платинирование .......................................................................................................................... 435.3.1.2 Электрохимическое полирование .............................................................................................. 445.3.2 Электрохимическое полирование меди, никеля, титана и нержавеющей стали .......................... 465.3.2.1 Гальваностатический режим ...................................................................................................... 4635.3.2.2 Потенциостатический режим .....................................................................................................
465.3.3 Анодная обработка титана и никеля в смеси BmimCl-пропиленгликоль ..................................... 475.3.4 Циклическая вольтамперометрия ..................................................................................................... 475.3.5 Приготовление насыщенной водой гидрофобной ИЖ BmimNTf2 ................................................ 47РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ ................................................................................................................
48Глава 6. Электрохимическое полирование металлов ...................................................................................... 486.1 Электрохимическое полирование платины ............................................................................................ 486.2 Электрохимическое полирование меди, никеля, титана и нержавеющей стали ................................. 57Глава 7. Электрохимическое поведение меди в гидрофобной ИЖ BmimNTf2 .............................................
637.1 Электрохимическое поведение меди в «сухой» ИЖ BmimNTf2 ........................................................... 637.1.1 Циклическая вольтамперометрия ..................................................................................................... 637.1.2 Гравиметрический анализ.................................................................................................................. 657.2 Влияние воды на анодное поведение меди в гидрофобной ИЖ BmimNTf2 ........................................ 687.2.1 Циклическая вольтамперометрия .....................................................................................................
687.2.2 Гравиметрический анализ.................................................................................................................. 697.2.3 Анализ поверхности ...........................................................................................................................
717.2.4 Влияние воды на анодное поведение никеля в гидрофобной ИЖ BmimNTf2 .............................. 737.2.5 Коррозионные исследования.............................................................................................................
747.3 Влияние состояния поверхности медного электрода на анодное поведение меди в гидрофобнойИЖ BmimNTf2.................................................................................................................................................. 767.3.1 Анодное поведение меди с естественным оксидным покрытием (NSO) ...................................... 777.3.2 Анодное поведение меди, прокаленной до цветов побежалости .................................................. 837.3.3 Анодное поведение меди, электрохимически восстановленной в BmimNTf2.............................. 867.3.4 Анодное поведение меди, электрохимически осажденной из водного раствора CuSO4 .............
88Глава 8. Формирование наноструктур в процессе электрохимической обработки металлов...................... 928.1 Формирование ячеистой структуры на поверхности электрода ........................................................... 928.1.1 Гальваностатические условия ........................................................................................................... 928.1.2 Потенциостатические условия ..........................................................................................................
958.1.2.1 Хронопотенциометрический анализ.......................................................................................... 9548.1.2.2 Анализ поверхности никеля с помощью растровой электронной микроскопии .................. 988.1.2.3 Критерий образования ячеистой структуры ........................................................................... 1018.2 Электрохимическое получение наночастиц оксидов никеля и титана .............................................. 106ВЫВОДЫ ..........................................................................................................................................................
109СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ ........................................................................................................................... 110СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ ............................................................................................................................. 111Приложение А Определение содержания меди в осадке методом йодометрического титрования .......... 128Приложение Б Электрохимическое осаждение меди из водного раствора CuSO4 ..................................... 1295ВВЕДЕНИЕАктуальность темы. В настоящее время происходит стремительное развитие научныхисследований и технологических разработок в области «зеленой химии».
Одним из важныхнаправлений «зеленой химии» является замена традиционных растворителей. Перспективнымпредставляется использование ионных жидкостей (ИЖ), так как эти соединения негорючи,термически устойчивы, обладают низким давлением паров и низкой токсичностью, а такжемогут быть использованы повторно. ИЖ находят широкое применение в электрохимии,благодаря своим уникальным свойствам, таким как достаточно высокая ионная проводимость,широкое электрохимическое окно стабильности. Наиболее привлекательно использование ИЖв качестве электролитов в процессах электрополирования, электроосаждения металлов исплавов и в процессах получения электрохимическими методами наночастиц металлов и ихсплавов. Электрохимические методы обработки металлов приобретают все большее значениевследствие легкости их реализации, а также возможности оптимизации условий полученияповерхностей с требуемым качеством.Электрохимическое полирование металлов приводит к уменьшению шероховатостиповерхности и появлению зеркального блеска.
В результате полирования качество поверхностиметаллов улучшается: повышается отражательная способность, увеличивается коррозионнаястойкость. Оптимизация условий проведения процесса предопределяет необходимостьполучения знаний об особенностях электрохимического поведения различных металлов вэлектролитных системах разной природы.Качество микрорельефа при электрохимической обработке зависит от режимаэлектролиза: плотности тока, времени и электролита. ИЖ в качестве электролита имеютпреимущества за счет возможности подбора оптимальных свойств (электропроводности,вязкости, комплексообразования, окна электрохимической устойчивости), что позволяетцеленаправленнополучитьнеобходимыйконечныйрезультат.Однако,попричинеотносительно недавнего возникновения интереса к ИЖ, в литературе мало данных по этомувопросу.На основании изложенного, накопление и обобщение данных по влиянию свойств ИЖ напроцессы анодной электрохимической обработки металлов является актуальным.Цель и задачи исследования.
Характеристики
Тип файла PDF
PDF-формат наиболее широко используется для просмотра любого типа файлов на любом устройстве. В него можно сохранить документ, таблицы, презентацию, текст, чертежи, вычисления, графики и всё остальное, что можно показать на экране любого устройства. Именно его лучше всего использовать для печати.
Например, если Вам нужно распечатать чертёж из автокада, Вы сохраните чертёж на флешку, но будет ли автокад в пункте печати? А если будет, то нужная версия с нужными библиотеками? Именно для этого и нужен формат PDF - в нём точно будет показано верно вне зависимости от того, в какой программе создали PDF-файл и есть ли нужная программа для его просмотра.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
