close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

20509

код для вставкиСкачать
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
току составляет 98-99 %. Для уменьшения попадания анодного шлама в электролит оловянные
аноды необходимо помещать в чехлы из полипропиленовой ткани.
Таким образом, на основании значений
потенциалов ионизации молекул органических
соединений и экспериментальных данных по их
влиянию на катодную поляризацию и внешний
вид покрытий разработан метод выбора органических веществ для получения блестящих покрытий
олова; для образования блестящих покрытий олова необходимо присутствие в электролите комбинации органических веществ: ингибитор + формальдегид + блескообразующая добавка. В качестве ингибитора можно применять продукты конденсации: синтанол ДС-10, ОП-7, ОП-10, ОС-20,
выравниватель ВА-20, а также клей (мездровый),
желатин совместно с крезолом, фенолом, нафтолом. Блескообразующими добавками в электролите с ингибиторами и формальдегидом являются
органические вещества, имеющие значения потенциалов ионизации 8,95 10,5; 12,77 эВ.
Показано, что органические вещества, в
присутствии которых образуются блестящие покрытия, приводят к ингибированию процесса
электроосаждения олова.
Метод выбора органических веществ с
учетом значений потенциалов ионизации их молекул положен в основу разработки сульфатных
электолитов для получения блестящих покрытий
олова.
ЛИТЕРАТУРА
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
11.
12.
13.
14.
Матулис Ю.Ю. Блестящие электролитические покрытия / / МИНТИС. Вильнюс. 1969. 612с.
Кудрявцев Н.Т. Электролитические покрытия металлами. М.: Химия. 1979. 32с.
Вячеславов П.М. Электролитическое осаждение сплавов. М.: Металлургия. 1980. 120 с.
Jelinek I.W. Praktishe galvanotechnik. Lehr - und Handbuch. Eugen G. Leuze Verlag. 6 Auflage 2005. 600 s.
Manfred J. Die galvanische Abscheidung von Zinn und
Zinnlegirungen. Eugen G. Leuze Verlag. 1993. 396 s.
Практикум по прикладной электрохимии. Учебное пособие для вузов/ Под ред. В.Н. Варыпаева, В.Н. Кудрявцева. 3-е изд., перераб. Л.: Химия. 1990. 304 с.
Богеншюти А.Ф., Георгу У. Электролитическое покрытие сплавами. Методы анализа. Перевод с нем. М.:
Металлургия. 1980. 192 с.
Вячеславов П.М., Шмелева Н.М. Контроль электролитов и покрытий. Л.: Машиностроение. 1985. 95 с.
Stewart J.J.P. // J. Comput. Chem. 1989. V.10. P.209-220.
Stewart J.J.P. // J.Comput. Chem.1991. V. 12. P.320-341.
Нечаев Е.А. Хемосорбция органических веществ на
оксидах и металлах. Харьков: Изд-во Харьк. ун-та.
1989. 144 с.
Нечаев Е.А., Куприн В.П. Явление избирательной
адсорбции органических веществ на металлах и оксидах
// Итоги науки и техники: Электрохимия. М.: ВИНИТИ.
1989. Т. 29. С. 93-152.
Дамаскин Б.Б., Петрий О.А., Батраков В.В. Адсорбция органических соединений на электродах. М.: Наука.
1968. 334 с.
Горбунова К.М. и др. // Журн. физ. химии. 1951. Т. 25.
№ 8. С. 981-987.
Кафедра технологии электрохимических производств
УДК 544.654.2: 669.177.44
Ф.С. Федоров*, В.Т. Фомичев*, М. Улеманн**, А. Геберт**, Л. Шульц**
ЭЛЕКТРООСАЖДЕНИЕ ТОНКИХ ПЛЕНОК ЖЕЛЕЗА ИЗ ПИРОФОСФАТНОГО ЭЛЕКТРОЛИТА
(*Волгоградский государственный архитектурно-строительный университет,
**Институт изучения твердых тел и материалов им. Лейбница, г. Дрезден, Германия)
E-mail: fedorov_fs@daad-alumni.de
Показана практическая возможность получения качественных сверхтонких пленок железа при использовании щелочных пирофосфатных электролитов с низкой концентрацией ионов металла.
Ключевые слова: электровосстановление ионов железа, гальванические осадки, получение
тонких пленок, пирофосфатный электролит, циклическая вольтамперометрия, Оже-спектроскопия
Гальванические осадки железа широко
применяются в промышленности благодаря многим его полезным свойствам. Большинство исследований сосредоточено на изучении процесса
электроосаждения железа из кислых электролитов. Однако высокая концентрация протонов, связанная с реакцией совместного восстановления
ионов водорода, не только ухудшает свойства по-
ХИМИЯ И ХИМИЧЕСКАЯ ТЕХНОЛОГИЯ 2009 том 52 вып. 12
65
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
66
Состав осадков железа исследовался с помощью Оже-спектроскопии (AES) на приборе PHI
660 Auger microprobe с энергией первичных электронов 10 кэВ, 100 нA.
Данные исследований электровосстановления ионов железа с помощью циклической
вольтамперометрии показаны на рис. 1. Кривая
зависимости имеет плато (1), за которым следует
увеличение катодного тока и второе плато (2).
Первое заметное изменение тока обозначено (1)
(-650 мВ), относится к реакции восстановления
кислорода [9]. Плато (2), находящееся в интервале
потенциалов от – 900 до – 1100 мВ, относится к
восстановлению Fe (III) в форму Fe (II), как это
было показано в [2]. Наблюдаемое значительное
увеличение тока при потенциале -1110 мВ (с максимальным током примерно при – 1150 мВ) происходит вследствие восстановления ионов железа
(3). Увеличение тока, связанное с реакцией разложения воды, начинается при потенциале – 1200
мВ (4). Сканирование потенциала в обратном направлении показывает два типичных токовых пика, один из которых (5) относится к растворению
железа – 870 мВ, второй (6) -740 мВ отвечает растворению железа с образованием в комплексной
форме.
6
5
0.0
1
2
2
jс, мА/см
лучаемых покрытий, но также приводит к растворению сверхтонких пленок железа в момент выключения тока. Получаемые из кислых электролитов осадки железа, как это указано в работе [1],
без применения каких-либо специальных добавок
не являются блестящими, что неприемлемо при
получении тонких пленок.
Механизм электровосстановления ионов
железа из растворов простых солей (аквакомплексы) проходит через образование гидроксосоединений [4]. Поэтому одним из возможных вариантов получения тонких ровных пленок является
использование щелочных электролитов на основе
пирофосфат-ионов в качестве основного комплексообразователя [2, 3].
Эффект выравнивания покрытий при использовании пирофосфат-ионов объяснен в [5],
где указано, что гидроксидные пленки, образующиеся на поверхности осадка в ходе процесса
осаждения, удаляются за счет высокой поверхностной активности ионов комплексообразователя.
В растворах с щелочной средой скорость
окисления Fe2+ в Fe3+ выше чем в кислых электролитах за счет существования аквагидроксокомплексов железа [6], что снижает стабильность щелочных растворов солей железа. Однако с увеличением содержания ионов пирофосфата в растворе стабильность пирофосфатных электролитов
относительно рН увеличивается [7], что позволяет
избежать разрушения электролита.
Целью данного исследования является изучение процесса получения сверхтонких пленок железа из щелочных пирофосфатных электролитов.
Электролит для электроосаждения содержал 0.0125 M FeSO4, 0.375 M K4P2O7 и 0.006 M
NaOH [8], рН равно 10,3.
Эксперименты проводили в трехэлектродной электрохимической ячейке. Электродом сравнения служил насыщенный хлорсеребряный электрод. Анод – платиновая сетка.
Для исследования использовалась циклическая вольтамперометрия, а осаждение проводилось в потенциостатическом режиме с использованием потенциостата-гальваностата PGU 10V100 мА фирмы Jaissle. Покрытие железом осаждалось на кремниевую пластинку с напыленным
слоем меди (100 нм) и промежуточным слоем тантала (5 нм) в течение 10 мин при потенциале –
1200 мВ. Площадь рабочего электрода составляла
1 cм2. Перед каждым экспериментом электроды
погружались в 10%-ный раствор HCl на несколько
секунд, затем промывались дистиллированной
водой. Все эксперименты проводили при температуре 25 ± 1 °С.
-0.4
-0.8
3
4
-1200
-900
-600
-300
E, мВ (AgClнас)
Рис.1. Кривая циклической вольтамперометрии для электролита железнения. Скорость сканирования равна 10 мВ/с,
t = 25°C.
Fig 1. Cyclic voltammetry curve for iron platting electrolyte. The
potential scan rate was10 mV/s, t = 25°C
Результаты Оже-спектроскопии (рис. 2)
показывают, что полученные осадки содержат не
более 10% кислорода и лишь незначительные
включения фосфора и серы. Время и скорость
распыления показывают, что толщина полученного осадка равна примерно 30 нм. Следовательно,
скорость роста осадка при потенциостатическом
режиме равна примерно 3 нм/мин.
ХИМИЯ И ХИМИЧЕСКАЯ ТЕХНОЛОГИЯ 2009 том 52 вып. 12
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
пирофосфатных электролитов позволяет получать
тонкие качественные осадки железа и точно регулировать их толщину.
100
Концентрация, ат. %
90
80
70
P
S
C
O
Fe
Cu
60
50
40
30
20
10
0
0
5
10
15
20
25
30
Время распыления, мин
Рис. 2. Профиль распределения концентрации элементов по
глубине образца железного покрытия. Скорость распыления
2,5 нм/мин
Fig. 2. The profile of concentration distribution of elements on the
depth of iron sample. Sputtering rate was 2.5 nm/min
Таким образом, полученные данные свидетельствуют о том, что использование щелочных
ЛИТЕРАТУРА
1. Abd El Meguid E.A. et al.// Thin Solid Films. 2003. V. 443.
P. 53-59.
2. Poznyak S. K. et al.// Materials Science Forum. 2006. Vols.
514-516. P. 88-92.
3. Sree V., Rama Char T. L.// Bull. India Sect. Electrochem.
Soc. 1960. V. 9. P. 59.
4. Bockris J. O’M., Drazic D. Despic. A.R. // Electrochimica
Acta. 1961. V. 4. P. 325-361.
5. Пурин Б.A. Электроосаждение металлов из пирофосфатных электролитов. Рига: Зинатне. 1975.
6. Электролитическое осаждение железа/ Под ред. к.т.н.
Г. Н. Зайдмана. Кишинев «Штиинца». 1990.
7. Michaelis L., Friedheim E.//J. Biol. Chem. 1931. V. 91.
P. 343-353.
8. Решение о выдаче патента на изобретение по заявке
№ 2008141671/02 (054125) от 20.10.2008 г.
9. Koza J. A. et al. // Electrochimica Acta. 2008. V. 53.
P. 7972-7980.
Кафедра общей и прикладной химии
УДК 541.128
И. А. Курзина
ВЛИЯНИЕ ПРИРОДЫ НОСИТЕЛЯ И УСЛОВИЙ СИНТЕЗА НА ФОРМИРОВАНИЕ
ПАЛЛАДИЕВЫХ НАНОЧАСТИЦ, НАНЕСЕННЫХ НА НИТРИД КРЕМНИЯ
(Томский государственный архитектурно-строительный университет)
E-mail: ikurzina@tsuab.ru
В процессе глубокого окисления метана изучены физико-химические и каталитические свойства палладиевых катализаторов, нанесенных на нитрид кремния. Исследованные системы различаются в структуре и адсорбционных свойствах наночастиц палладия, что оказывает влияние на механизм поверхностных реакций. Показано, что фазовый состав носителя и природа используемых при синтезе химических реагентов играет ключевую роль в процессе формирования активной поверхности палладиевых каталитических систем.
Ключевые слова: наночастицы металлов, высокотеплопроводная керамика, организация и
функционирование активных центров, глубокое окисление метана
ВВЕДЕНИЕ
Наночастицы благородных металлов, в частности, серебро, золото, платина, палладий и др.,
проявляют высокую каталитическую активность
во многих химических реакциях. В качестве носителей чаще всего применяют оксиды, нитриды и
карбиды кремния, оксиды алюминия, а также
алюмосиликаты [1]. Однако такие системы часто
теряют свою активность в каталитических реак-
циях, протекающих при высоких температурах.
Причинами дезактивации нанесенных систем в
условиях каталитического процесса, главным образом, являются низкая термостабильность систем
и спекание металлических наночастиц на поверхности носителя. В связи с этим вопрос синтеза
высокоэффективных и стабильных катализаторов
с иммобилизованными наночастицами металлов
является актуальной задачей. В качестве альтер-
ХИМИЯ И ХИМИЧЕСКАЯ ТЕХНОЛОГИЯ 2009 том 52 вып. 12
67
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
4
Размер файла
328 Кб
Теги
20509
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа