Comportamentul electrochimic și electrodepunerea rodiului nanostructurat de la temperaturi scăzute
Svetlana Kochetova
Institutul de chimie generală și anorganică Vernadsky, bulevardul Palladin 32/34, Kiev, 03142 Ucraina
Anastasiya Savchuk
Institutul de chimie generală și anorganică Vernadsky, bulevardul Palladin 32/34, Kiev, 03142 Ucraina
Dmytro Shakhnin
Institutul de chimie generală și anorganică Vernadsky, bulevardul Palladin 32/34, Kiev, 03142 Ucraina
Viktor Malyshev
Institutul de chimie generală și anorganică Vernadsky, bulevardul Palladin 32/34, Kiev, 03142 Ucraina
Abstract
A fost investigat comportamentul electrochimic al rodiului la carbamidă-clorură de temperatură scăzută și acetamidă-clorură. S-a constatat că, în timpul dizolvării anodice de rodiu în carbamidă și acetamidă care conține clorură se topește, se produc complexe mixte [Rh (NH3) 4Cl2] + de simetrie cvasi-octaedrică D4h. Au fost studiate compoziția și structura ionilor complexi născuți. În timpul reducerii electrochimice a complexelor [Rh (NH3) 4Cl2] +, s-a realizat sinteza nanoparticulelor Rh, precum și a nano-acoperirilor Fe, Cu și Mo.
fundal
Nanoparticulele și materialele bazate pe ele prezintă proprietăți electrice, chimice, magnetice, optice, catalitice și alte proprietăți unice. De aceea astfel de studii primesc o atenție considerabilă [Bychkova [1], Gusev și Rempel [2] și Beloglazkina și colab. [3]]. În legătură cu o gamă largă de aplicații nanocompozite în tehnologiile moderne și știința materialelor, se dezvoltă metode pentru sinteza lor [Olenin și Lisichkin [4]]. O mare importanță în soluționarea acestei probleme sunt metodele de reducere electrochimică a complexelor metalice în topituri la temperatură scăzută. Dezvoltarea metodelor de sinteză a nanoparticulelor metalice în topituri ion-organice la temperatură scăzută cu utilizarea de compuși complecși contribuie la crearea de noi tehnologii de producție a acestora.
Această lucrare este dedicată sintezei electrochimice a compușilor care conțin rodiu complex în topituri ion-organice pe bază de uree și acetamidă, investigarea amănunțită a proprietăților și structurii acestora folosind metode spectroscopice și realizarea depunerii catodice a acoperirilor nanostructurate de rodiu pe diferite substraturi metalice.
Metode
Pentru a determina proprietățile electrochimice ale solventului topit și pentru a studia comportamentul electrochimic al Rh în topiturile care conțin carbamidă și acetamidă, metoda voltametriei ciclice a fost aleasă folosind potențiostat PI-50-1.1. Ca anod, a fost utilizată placa metalică investigată, iar electrodul auxiliar a fost o tijă de platină. Ca electrod de referință, s-a folosit jumătate de celulă Ag/Ag +. Studiile au fost efectuate în intervalul de temperatură 80-130 ° C sub argon.
Pentru a determina starea ionilor metalici din topituri după dizolvarea electrochimică și, de asemenea, pentru a determina structura și compoziția complexelor formate cu componentele topiturii, au fost utilizate următoarele metode spectroscopice: spectroscopie electronică de absorbție (EAS) în timpul electrolizei Specord UV/VIS), spectroscopie în infraroșu a solidificat rapid după topirea electrolizei (cu Specord M-80) și cromatografie gazoasă (cu LCM-80).
Compoziția de depozit metalic obținută a fost determinată prin metoda de analiză a fazei cu raze X (cu aparat DRON-3) și structura depozitului prin metode de microscopie electronică de transmisie (cu JEOL-100) și de microscopie electronică de scanare (cu REM-101).
Rezultate si discutii
Dizolvarea rodiei anodice a fost efectuată în topirea ureei individuale și în topitura eutectică uree-NH4Cl (16,8% mol.) (T = 130 ° C). În ureea topită individuală, dizolvarea metalului este complicată de pasivare și, datorită conductivității electrice slabe a topiturii, creșterea curenților catodici și anodici este slab exprimată. Adăugarea de NH4Cl la uree crește conductivitatea electrică a topiturii, ceea ce duce la curbele de polarizare care afișează clar toate procesele electrodului. În topirea carbamidei-clorurii, dizolvarea electrochimică a rodiului are loc inițial fără restricții; cu toate acestea, deja în timpul celui de-al doilea ciclu, are loc pasivarea anodului, care se arată prin apariția umărului la partea anodică a voltamogramei ciclice (Fig. 1 a). Pierderile în greutate ale anodului de rodiu în topitura de uree-clorură cresc în comparație cu ureea individuală, iar intensitatea colorării topiturii crește și atinge o culoare galben-maro intens. Dizolvarea electrochimică a rodiului este însoțită de formarea ionilor Rh (III).