Дисперсные металлические и металлуглеродные композиционные системы для электрокатализа: синтез, морфология, синергетические эффекты



страница1/9
Дата08.01.2013
Размер0.82 Mb.
ТипАвтореферат
  1   2   3   4   5   6   7   8   9
На правах рукописи
Смирнова Нина Владимировна

ДИСПЕРСНЫЕ МЕТАЛЛИЧЕСКИЕ

И МЕТАЛЛУГЛЕРОДНЫЕ КОМПОЗИЦИОННЫЕ

СИСТЕМЫ ДЛЯ ЭЛЕКТРОКАТАЛИЗА:

СИНТЕЗ, МОРФОЛОГИЯ,

СИНЕРГЕТИЧЕСКИЕ ЭФФЕКТЫ


Специальность 02.00.05 – Электрохимия


АВТОРЕФЕРАТ
диссертации на соискание ученой степени

доктора химических наук

Новочеркасск 2010

Работа выполнена в Государственном образовательном учреждении

высшего профессионального образования

«Южно-Российский государственный технический университет

(Новочеркасский политехнический институт)»

Официальные оппоненты - доктор физико-математических наук,

профессор Кривенко Александр Георгиевич
доктор химических наук, профессор Наумов Владимир Иванович
доктор химических наук, профессор

Кособудский Игорь Донатович
Ведущая организация - Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Кубанский государственный университет», г. Краснодар

Защита состоится «25» июня 2010 года в 1300 часов на заседании диссертационного совета Д 212.242.09 при ГОУ ВПО «Саратовский государственный технический университет» по адресу: 410054, г. Саратов, ул. Политехническая, 77, корп. 1, ауд. 414.

C диссертацией можно ознакомиться в научно-технической библиотеке ГОУ ВПО «Саратовский государственный технический университет» (410054, г.Саратов, ул. Политехническая, 77)

Автореферат разослан……..

Автореферат размещен на сайте Саратовского государственного технического университета www.sstu.ru ……………

Ученый секретарь

диссертационного совета В.В.Ефанова

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы


Электрокаталитические процессы находят широкое применение при электрохимическом получении разнообразных химических и фармацевтических продуктов и лежат в основе работы различных электрохимических устройств. В настоящее время интерес к таким процессам особенно возрос в связи с разработкой ресурсосберегающих и экологически безопасных источников тока. Прогресс в развитии электрохимической энергетики в значительной мере определяется успехами в разработке активных и стабильных наноматериалов для катодов и анодов топливных элементов.

Катализаторы на основе металлов платиновой группы наиболее эффективны для большинства электрокаталитических реакций.
Для прикладных приложений особенно важно создание электрокатализаторов с высокой удельной поверхностью и низким содержанием дорогих компонентов, что достигается нанесением платиновых металлов или их сплавов на дисперсные носители, среди которых особое место занимают углеродные. Углеродные материалы дешевы, характеризуются высокой электропроводностью и в зависимости от способа приготовления могут иметь компактную или дисперсную форму с необходимой текстурой внутренней поверхности. Возможность существования атома углерода в различных валентных состояниях определяет широкое разнообразие химической структуры поверхностных кислородосодержащих групп и позволяет использовать различные методы модифицирования поверхности носителя металлами, полимерами, композиционными материалами и молекулярными фрагментами, придающими специфические функциональные свойства. Вместе с тем, платиноуглеродные дисперсные катализаторы на сегодняшний день являются привлекательными объектами и для фундаментальных исследований в области электрокатализа. Они позволяют выявить зависимость электрокаталитических свойств от структуры каталитически активного материала, установить особенности электрохимических и адсорбционных явлений в наноразмерных системах, сформулировать принципы подбора оптимального катализатора для каждого конкретного процесса. В известной степени эти катализаторы при соответствующем подборе условий их синтеза позволяют перебросить мост между исследованиями, проводимыми на гранях монокристаллов, и изучением реальных катализаторов, используемых в топливных элементах.

Электрокаталитические процессы сложны, многостадийны и обнаруживают сильную зависимость скорости и/или типа медленной стадии от природы и строения поверхности электрода. Хемосорбционные явления, всегда сопровождающие электрокаталитические превращения, оказывают решающее влияние на скорость и механизм процесса в целом. Поэтому взаимосвязанное изучение хемосорбционных явлений, кинетики и механизма электрокаталитических процессов является обязательным этапом оптимизации электродных материалов. Это обусловило заметный удельный вес таких исследований в проведенной работе.

Параметрами оптимизации однокомпонентных дисперсных катализаторов могут служить размер и форма частиц, дефектность, модификация их поверхностной структуры или поверхностного состава на молекулярном уровне. Для поликомпонентных катализаторов необходимо дополнительно учитывать, что поверхностный состав не всегда коррелирует с объемным. Использованные в работе электрохимические методы, такие как электроосаждение и модифицирование поверхности адатомами, являются простыми и эффективными способами управления электрокаталитической активностью материалов. Отметим, что в качестве удобных модельных объектов в электрокатализе сохраняют актуальность электролитические осадки платиновых металлов, которые достаточно широко использованы в настоящей работе. In situ изменение состава поверхности электролитических осадков с известной и устойчивой структурой путем модифицирования адатомами позволяет выявить механизмы синергетических (неаддитивных) эффектов, наблюдающихся в бинарных каталитических системах в процессах электроокисления и электровосстановления органических соединений и электровосстановления кислорода. Исследование однокомпонентных металлуглеродных нанокатализаторов с частицами различной структуры способствует установлению роли структурных факторов в наблюдаемых синергетических эффектах.

Среди методов получения металлуглеродных композиционных катализаторов электрохимические методы представлены обычно электроосаждением металла на углеродный носитель. В работе развит новый подход к синтезу наноразмерных Pt/C катализаторов, основанный на электрохимическом диспергировании платины. Разработанный метод позволит расширить спектр электрохимических способов управления каталитической активностью дисперсных композиционных систем.

Работа выполнена на кафедре «Химическая технология высокомолекулярных соединений, органическая, физическая и коллоидная химия» Государственного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Южно-Российский государственный технический университет (Новочеркасский политехнический институт)». Часть исследований выполнена на кафедре электрохимии ГОУ ВПО «Московский государственный университет имени М.В.Ломоносова».
Цель работы. Разработка способов синтеза дисперсных металлуглеродных катализаторов с заданными (нано) структурой и свойствами; обнаружение и выявление природы синергетических эффектов в процессах адсорбции, химических и электродных превращений в нанокомпозиционных электрокаталитических системах.
  1   2   3   4   5   6   7   8   9

Похожие:

Дисперсные металлические и металлуглеродные композиционные системы для электрокатализа: синтез, морфология, синергетические эффекты iconЛабораторная работа № Приготовление растворов заданного количественного состава. Определение концентрации растворов титрованием
Дисперсные системы. Место растворов среди других дисперсных систем. Гомогенные и гетерогенные дисперсные системы. Истинные и коллоидные...
Дисперсные металлические и металлуглеродные композиционные системы для электрокатализа: синтез, морфология, синергетические эффекты iconКласс 06 Обычные металлы и их сплавы; металлические строительные материалы; передвижные металлические конструкции и сооружения; металлические материалы для рельсовых путей; металлические тросы и проволока [неэлектрические]; скобяные и замочные

Дисперсные металлические и металлуглеродные композиционные системы для электрокатализа: синтез, морфология, синергетические эффекты iconКласс 06 обычные металлы и их сплавы; металлические строительные материалы; передвижные металлические конструкции и сооружения; металлические материалы для рельсовых путей; металлические тросы и проволока [неэлектрические]; скобяные и замочные
Кие строительные материалы; передвижные металлические конструкции и сооружения; металлические материалы для рельсовых путей; металлические...
Дисперсные металлические и металлуглеродные композиционные системы для электрокатализа: синтез, морфология, синергетические эффекты iconКласс 6 Обычные металлы и их сплавы; металлические строительные материалы; передвижные металлические конструкции и сооружения; металлические материалы для рельсовых путей; металлические тросы и проволока [неэлектрические]; скобяные и замочные
Класс включает, в основном, необработанные и частично обработанные обычные металлы и простые изделия из них
Дисперсные металлические и металлуглеродные композиционные системы для электрокатализа: синтез, морфология, синергетические эффекты iconМетодические рекомендации для студентов к практическим занятиям по патологической анатомии
Тема: «Морфология обратимого и необратимого повреждения клеток и тканей: морфология нарушений углеводного и пигментного обмена. Морфология...
Дисперсные металлические и металлуглеродные композиционные системы для электрокатализа: синтез, морфология, синергетические эффекты icon1-4 композиционные материалы 1 Композиционные материалы
При составлении композиции эффективно используются индивидуальные свойства составляющих композиций
Дисперсные металлические и металлуглеродные композиционные системы для электрокатализа: синтез, морфология, синергетические эффекты iconВопросы для подготовки к зачету по дисциплине «коллоидная химия»
Поверхностные явления и дисперсные системы. Дисперсная система и дисперсионная среда. Гетерогенность и дисперсность. Поверхностная...
Дисперсные металлические и металлуглеродные композиционные системы для электрокатализа: синтез, морфология, синергетические эффекты iconКаталитические свойства триметаллической системы PdCoPt/C в реакции электровосстановления кислорода 02. 00. 05 электрохимия
Работа выполнена в Лаборатории электрокатализа и топливных элементов Учреждения Российской академии наук Института физической химии...
Дисперсные металлические и металлуглеродные композиционные системы для электрокатализа: синтез, морфология, синергетические эффекты iconКоллоидная химия. Поверхностные явления и дисперсные системы
...
Дисперсные металлические и металлуглеродные композиционные системы для электрокатализа: синтез, морфология, синергетические эффекты iconМорфология растений
Вначале морфология занималась только описанием форм органов растений и установлением их названий. Современная морфология изучает...
Разместите кнопку на своём сайте:
ru.convdocs.org


База данных защищена авторским правом ©ru.convdocs.org 2016
обратиться к администрации
ru.convdocs.org