Типы углеродных электродов

Типы углеродных электродов [c.218]

Последовательное расширение использования различных типов углеродных электродов в электроаналитических целях обусловлено их свойствами, обеспечивающими возможность проведения электрохимических исследований в более широкой области потенциалов по сравнению с ртутными или платиновыми электродами. В табл. 10 и на рис. 38 представлены данные, характеризующие области потенциалов применения различных типов углеродных материалов. Второе преимущество электродов из углеродных материалов — возможность легкого обновления их поверхности, в том числе и непосредственно в электрохимической ячейке. [c.103]

Основные типы углеродных электродов [c.104]

Жидкостные двухфазные электроды на основе углеродных материалов перспективны для использования в неорганическом [237] и органическом электросинтезе [238], электрометаллургии (для выделения и рафинировки металлов) [239] и в источниках тока [240, 241]. В целом, однако, в литературе имеется лишь ограниченное число работ по исследованию путей оптимизации жидкостных электродов из углеродных материалов. По-иному обстоит дело с трехфазными углеродными электродами, разработка и оптимизация которых находились в центре внимания широкого круга исследователей. Это связано с тем, что кислород является наиболее дешевым и доступным окислителем и создание практически приемлемых кислородных (воздушных) электродов позволило бы существенно продвинуться в решении целого ряда задач, сформулированных во введении. Прежде всего это касается разработки источников тока различного типа с кислородной (воздушной) деполяризацией. [c.218]

VIII. Нефтяные пеки — пластичные высоковязкие, твердые или полутвердые высокомолекулярные многокомпонентные системы получаются путем термической конденсации смолисто-ас-фальтеновых веществ и конденсированных ароматических углеводородов состоят из мальтеновой у-фракции, растворимой в жидких алканах р-фракции асфальтенов, растворимой в бензоле а -полимерной фракции карбенов, растворимой в сероуглероде или пиридине, и а2-фракции сшитого углеродного полимера типа кокса, нерастворимого в органических растворителях. В зависимости от пластических характеристик и содержания серы пеки находят различное применение. Пек из малосернистых остаточных дистиллятов термических процессов может использоваться как сырье для нефтяных углеродных волокон, пеки из нефтяных остатков — для замены каменноугольных пеков в электродах алюминиевой промышленности и металлургии в качестве связующего для коксобрикетов. [c.57]

При необходимости учета больших отклонений реальной структуры активных слоев от модели прибегают к эмпирическим соотношениям типа (6.7). Характер диффузии газа в пористой среде трехфазных электродов определяется соотношением размера пор и длины свободного пробега молекул газа (см. главу 1). При / >/г газ перемещается как непрерывная вязкая среда при имеет место так называемый кнудсеновский режим, когда перенос газа определяется в основном столкновением молекул со стенками пор и поэтому различные компоненты газовой смеси переносятся независимо. Согласно работе [261], при атмосферном давлении в порах с г<10 нм течение кнудсеновское, в порах с г>10 нм течение вязкое. Поэтому в случае углеродных электродов, для которых характерны указанные размеры пор, кнудсеновский режим может иметь важное значение [262, 263]. [c.224]

В настоящее время электроды из различных типов углеродных материалов находят широкое применение в хлорном электролизе, процессах электрохимической энергетики, ряде электрохимических методов очистки сточных вод, а также в электроаналитических исследованиях. [c.248]

В последнее время внимание сосредоточено главным образом на применении углеродных электродов (являющихся индикационными электродами), у которых при длительном измерении, в отличие от металлических электродов, не происходит пассивирование. При исследовании основных электродов была доказана непригодность электродов второго типа для долгосрочных анализаторов. Поэтому предпочтение отдается электродам первого типа. С точки зрения практического применения наибольшее внимание уделяется анализу важных в техническом отношении газов. [c.355]

Используются три основных метода промотирования углеродных материалов тонкие пленки (10—10 нм) металлоорганических комплексов наносятся из органического или неорганического раствора [125—128] или напылением в вакууме 129]. Для снижения пористости и улучшения адгезии пленок углеродные подложки должны подвергаться специальной химической или термовакуумной обработке. На электродах такого типа проводятся адсорбционные, импедансные и спектральные исследования. [c.197]

Подготовка препаратов для электронографического анализа на просвет принципиально не отличается от подобной работы при электронно-микроскопическом анализе. Порошки для исследования на просвет наносят на пленку-подложку, которая помещается на металлическую сетку-держатель размером 2—6 мм. В качестве подложки применяют, например, пленку коллодия или углерода. Пленку коллодия готовят из раствора целлулоида (отмытую от эмульсии фотографическую или рентгеновскую пленку растворяют в амилацетате). Углеродную пленку получают на вакуумной установке типа ВУП испарением углерода из угольных спектральных электродов. Один из электродов затачивают на конус с углом 30— 45°, а на другом делают площадку под углом 45—60°. [c.103]

Большинство указанных требований может быть удовлетворено при создании электродов на основе углеродных материалов. Неудивительно поэтому, что графитовые электроды одними из первых нашли применение в крупномасштабной электрохимической технологии, а именно в процессе хлорного электролиза. Особенно интенсивно электрохимия углеродных материалов развивается в последние 15—20 лет. В результате проведенных исследований стало возможным широкое варьирование объемных и поверхностных свойств углеродных материалов и создание новых типов электрокатализаторов. [c.3]

Различные типы электродов из компактных и дисперсных углеродных материалов используются в полярографических и потенциометрических методах анализа, а также электрохимических датчиках состава окружающей среды. [c.7]

Наиболее обширные исследования по применению углеродных материалов для количественного определения растворимых неорганических веществ проведены в области инверсионной вольтамперометрии с накоплением. Теория этого метода и многочисленные примеры электроаналитических определений подробно рассмотрены в монографии [И] и обзоре [41]. Самым распространенным методом является концентрирование металла путем его электроосаждения на электроде из углеродного материала с последующей фиксацией величины тока растворения при линейной развертке потенциала. В работе [11] приведены характерные потенциалы концентрирования и растворения различных металлов и диапазоны аналитически определяемых концентраций. В зависимости от типа катиона металла, посторонних при- [c.108]

В работе показано, что существенную роль играет ориентация комплексов меди На поверхности, которая зависит от заполнения и типа заместителей. Активность максимальна при малом заполнении и снижается при его увеличении. Такой характер зависимости можно объяснить, если по аналогии с гомогенным катализом [218] предположить, что субстрат (О2) и поверхность электрода находятся в г ЫС-конформации по отношению к центральному иону адсорбированного комплекса. В этих условиях возможна синхронная передача двух электронов на стадии ж по схеме, представленной на рис. 93. При увеличении степени заполнения возможность реализации структуры ж уменьшается и активность падает. Таким образом в случае фенантролиновых комплексов меди непосредственно проявляется роль подложки — углеродного материала. Это является первым исследованием, в котором удалось осуществить электрокатализ кислородной реак- ции органическими комплексами меди. [c.212]

Еще одним типом электрода с распределенными параметрами является суспензионный электрод из углеродных частиц [79, 257, 258]. Суспензионный электрод представляет собой систему из псевдоожиженных мелкодисперсных частиц углеродного материала и токоотвода. Неоднократно высказывались предложения о практическом применении таких электродов [259], так как представляется возможным снизить диффузионные ограничения и сосредоточить в малом объеме катализатор с большой поверхностью. Однако практическая реализация этого естественного предположения встретила серьезные трудности, обусловленные особенностями механизма реакции в суспензионных электродах из высокодисперсных углеродных материалов. [c.221]

Трубопровод Оренбург-Заинск (Dy = 1000 мм, Ру = 5,6 МПа) с 1971 г. служит для транспортировки газа ОНГКМ на Заин-скую ГРЭС. Он сооружен из труб 01020x16 мм на участках I-П категории протяженностью более 16,5 км и труб 01020 х 14 мм на участках UI-IV категории. Трубы изготовлены из низколегированной стали типа 17ГС, содержащей, % С — 0,16 Si — 0,39 Мп — 1,44 Р — 0,018 S — 0,015 с пределом прочности не ниже 520 МПа пределом текучести не ниже 300 МПа и ударной вязкостью 5 кгм/см при температуре минус 40°С. Углеродный эквивалент — не выше 0,45. Сварка труб проводилась в соответствии с рекомендациями ВНИИСТа поворотных стыков — электродами Гарант , УОНИ 13/55 и проволокой СВ-08ГА под флюсом неповоротных стыков — электродами Гарант и УОНИ 13/55. Трубы покрыты битумно-резиновой изоляцией усиленного типа. [c.61]

Инертные электроды, изготовленные из углеродных материалов, также можно использовать при проведении процессов окисления и восстановления в водных и неводных средах. В литературе имеются сообш ения о большом числе различных типов углеродных электродов. Среди них наиболее часто упоминаются электроды из графитовых стержней, используемых в спектроскопии. Они применяются для измерений, в которых не требуется знание плош ади поверхности электрода. Из-за высокой пористости эти электроды дают плохо воспроизводимые результаты. Пористость графитовых электродов устраняют путем их пропитки (импрегнирования) горячим парафином, воском, смесью парафина с полиэтиленом или полистиролом, эпоксидными смолами. Плош адь активной поверхности у импрегнированных электродов меньше, но зато она имеет значительно лучшую воспроизводимость. Эти электроды легче поддаются механической обработке по сравнению со стеклоугле-родом и не требуют определенной ориентации в растворе, как пирографит. [c.88]

Другим важным типом углеродных электродов, предназначенных для электроаналитических целей, является пастовый электрод [10]. Он возник после попытки создать жидкий капающий электрод из частиц угля, суспендиройанных в жидкости. Хотя попытка была неудачной, оказалось, что достаточно вязкая угольная паста может быть использована в виде дискового или микроэлектрода. [c.105]

Сорбционные методы с использованием углеродных материалов нашли широкое применение для очистки сточных вод от органических примесей, что позволяет решить ряд экологических проблем. Одним из факторов, регулирующим сорбшюнный процесс, являегся потенциал углеродного материала. Это позволяет подбирать условия извлечения примесей из растворов и восстановления поглотительной способности сорбента. В связи с этим изучены электрохимические свойства различных типов углеродных волокон (ткань, войлок, жгут). Показано, что по сравнению с фанулированными углями, волокнистые материалы являются более перспективными электродами, так как поляризуются более равномерно. Доказано также, что в отличие от тканей и войлоков, жгутовое волокно заряжается более эффективно. [c.208]

К настоящему времени разработан целый ряд типов электродов из углеродных материалов, предназначенных для решения различных аналитических задач с использованием разных электрохимических методик. В дальнейшем основное внимание будет уделено особенностям электрохимического поведения углеродных электродов в условиях протекания различ1ных электрохимических реакций. Собственно экспериментальные методы поляро- [c.103]

В табл. 1 сопоставлены основные параметры трех наиболее энергоемких электролизных процессов. Отметим, что в настоящее время расход электроэнергии только на хлорный электролиз в США составляет 2% от всей производимой энергии [11]. Коррозия графитовых анодов при электролитическом производстве хлора и алюминия приводит к увеличению межэлектродного зазора и возрастанию расхода электроэнергии по мере изнашивания анодов. В последнее десятилетие было проведено существенное усовершенствование этих процессов, что привело к заметному снижению расхода электроэнергии. Одно направление работ связано с усовершенствованием электродов. В области производства алюминия это достигнуто изменением конструкции электролизера и анода, в области хлорного электролиза — заменой графитовых анодов малоизнашиваемыми оксидными рутениево-титановыми анодами [11]. Последнее, хотя и сыграло революционизирующую роль в хлорном производстве [29, не является оптимальным ввиду высокой стоимости и дефицитности исходных материалов. Поэтому исследование механизма хлорной реакции и создание новых типов анодов на основе неблагородных (все тех же углеродных) материалов остается одним из важнейших вопросов электрокатализа. Более совершенные аноды должны обладать высокой активностью при относительно низких плотностях тока (1000—1500 А/м ), что позволит провести дальнейшее снижение расхода электроэнергии [29]. [c.12]

Обзор литературы по углеродным материалам и типам электродов показывает,что наиболее перспективными и имеющими широкие возможности, являются электроды из стаклоуглародэ Г 4 И. Этому способствуют высокая химическая устойчивость, малые остаточные токи в широком диапазоне рабочих потенциалов, отсутствие органических компонентов в состава электродов. Особенно успешно стеклоуглерод применяется в качестве подложки ртутно-графитового электрода, поверхность которого формируется цри электролизе растворов, содержащих ионы ртути. [c.103]

Было освоено производство труб из обожженного материала АТМ-1 для технологии силицирующего обжига и для получения заземляющих электродов из АТМ-1. Началась отработка корпусов насосов, армированных углеродным волокном. Для изготовления блочной химаппаратуры было организовано производство графитовых блоков больших габаритов, полученных по технологии типа материала МГ-1, производившегося на МЗЗе и ЧЭЗе, но имевшего существенные отличия и названный поэтому ЗХП (заготовки холодного прессования). В этой работе заводу оказал существенную помощь научный сотрудник НИИграфита В.А. Черных. [c.173]

Так как производство графитированных электродов вернулось в 1981 г. к уровню 1973 г., а производство угольной продукции и углеродных масс даже упало, весь рост объемов был обеспечен конструкционным графитом. Его выпуск вырос с 13,6 млн. руб. в 1973 г. до 48,5 млн. руб. в 1981 г., или более чем в три с половиной раза. Использование графитированных заготовок для этих целей увеличилось только вдвое — с 13 до 24 тыс. т. А это говорит о структурных изменениях в его составе увеличении доли мелкозернистых графитов типа АРВ и ЭВП, МГ-1, силицированных графитов, низкомодульного углеродного волокна. И, наконец, большое количество заготовок уходило на изготовление блоков и колец РБМК. Доля конструкционных материалов в выпуске завода составила в 1981 г. ровно две трети — 66,7%. [c.189]

Цели и задачи проекта. Разработка общих моделей электросорбции органических веществ, включающих структурные параметры волокнистых и модифицированных углеродных материалов и других типов электродов, физико-химические свойства адсорбатов и объёмных растворов, концентрирование органических соединений на электродах с целью их аналитического определения. [c.4]

Детальное обсуждение и сравнение твердых электродов, применяемых в полярографии, можно найти в статье Адамса [85]. Из предложенных в последнее время новых типов электродов наиболее обещающими представляются карбидный [86, 87] и графитовый [88] электроды. Однако наличие у графита пор нередко вызывает нежелательные осложнения. Более удобен так называемый электрод из углеродной пасты [85, 89]. Обычно паста готовится простым смешением одного грамма древесного угля с несколькими миллилитрами несмешивающегося с водой растворителя, например. бромоформа четыреххлористого углерода. Паста выдавливается через тонкую тефлоновую трубку, образуя по выходе из нее электрод. Электрический контакт с пастой осуществляется изолированным от раствора платиновым контактом, проходящим через тефлон. Область работы такого электрода между +1,2 и —1,0 в относительно нас. к. э. Борокарбидный электрод работает в области потенциалов от +1,0 до —1,0 в в кислой среде и от +0,6 до—1,4 в в щелочной среде. [c.43]

Ионизация нормального бутана в присутствии медных электродов (поверхность 30 см ) сопровождалась разло жением бутана на водород и углерод. Водород подвергался ионизации, а углерод отлагался на поверхности электродов. Это явление всегда приводило к некоторой потере активности электродов в отнощении способности вызывать ионизацию водорода. Сжигание углеродной пленки на электродах производилось в трке водорода с небольшой примесью кислорода. В этих опытах величина электрического тока, протекающего между электродами, измерялась при помощи гальванометра типа М-21. Напряжение поля равнялось 75 в. Опыты проводились в проточных условиях. [c.349]

В книге рассмотрены основные типы пористых жидкостных, газодиффузионных и газожидкостных электродов нз промотированных и непромо-тированных углеродных материалов. Обобщены приемы формирования н оптимизации их структуры. [c.2]

Ниже будут проанализированы конкретные задачи, решение которых в существенной степени зависит от создания новых типов электродов на основе промотированных и непромотирован-ных углеродных материалов. [c.8]

Существенную роль во всех перечисленных направлениях должно сыграть развитие электрохимии органических и бионе-органических соединений на различных типах графитоподобных и переходных форм углерода и использование углеродных материалов для создания практических электродов. [c.14]

Оптимизация электрокатализаторов для указанных электрохимических процессов и создание новых типов электрокатализаторов могут быть основаны только на детальных данных о кинетике и механизме этих реакций на углеродных материалах. При этом необходим анализ не только микрокинетических, но и макрокинетических закономерностей электрокатализа на электродах из углеродных материалов. Поскольку, как правило, в электрокатализе используются высокодисперсные углеродные материалы с развитой внутренней пористостью, последний вопрос приобретает особенно важное значение. Эти проблемы и составляют основное содержание настоящей монографии. Поэтому в данной книге не будут рассматриваться чисто технологические вопросы изготовления и эксплуатации электродов из углеродных материалов. Во-первых, эти вопросы выходят за рамки поставленной задачи, а во-вторых, они освещены в ряде книг, посвященных конкретным процессам электрохимической технологии [31,41,42]. [c.16]

Краткое рассмотрение каталитических свойств углеродных материалов показывает, что они активны в самых разнообразных процессах. В сочетании с хорошей химической устойчивостью это делает углеродные материалы перспективными для создания электрокаталитически активных электродов. В зависимости от типа катализатора и реакции превалирует влияние либо коллективных эффектов, обусловленных объемными электрофизическими свойствами, либо локальных, связанных прежде всего с кристаллохимическим состоянием поверхности. Поэтому варьирование каталитических свойств в широких пределах может быть достигнуто изменением объемных электрофизических и поверхностных химических параметров. [c.68]

Паста приготавливается из порошка углеродного материала (обычно графита) и жидкости, которая должна не смешиваться с водой (или другим растворителем), удерживать электродную матрицу от размывания и обеспечивать низкие остаточные токи в исследуемой области потенциалов. В целом ряде работ [10, 11, 18—20] приведены различные методы изготовления пастовых электродов. Для уменьшения остаточных токов предлагается обезжиривание графита, прогрев при высокой температуре и блокировка пор пропиткой [18]. В работе [19] были сопоставлены семь видов пастовых электродов, в которых использовались различные типы связующих — парафин, силиконовые масла, фторбутиламин, Ке1-Р и др. [c.105]

Введение в раствор 0,002%-ного тритона Х-100 приводит к резкому ингибированию реакции. Характер реакции ферроцена в неводных растворителях в меньшей степени зависел от предыстории электрода. В уксусной кислоте циклические вольтампе-рограммы на различных типах электродов практически совпадали. Эти данные указывают на необходимость специальной предварительной подготовки поверхности компактных электродов для получения воспроизводимых данных. Такая подготовка должна включать, по-видимому, механическую шлифовку и полировку и последующее наложение нескольких анодно-катодных циклов с амплитудой г = —0,1- 1,2 В [29, 30]. Другой подход к решению вопроса о повышении воспроизводимости результатов на электродах из компактных углеродных материалов заключается в их предварительном частичном или полном покрытии ртутью [11] . Пирографитов ые и стеклоуглеродные электроды, так же как пропитанные и пастовые электроды, находят применение во всех разновидностях электроанализа. [c.106]

Неоднократно делались попытки использовать особенности высокодисперсных промотированных углеродных материалов для выяснения тех или иных сторон протекания электрохимических реакций. Некоторые из таких работ рассмотрены выше, в разделе, посвященном влиянию степени дисперсности промотора на его активность. Среди других исследований следует отметить работы [78, 79]. В работе [78] угли, промотированные платиной, были использованы в исследованиях методом ЭПР промежуточных частиц водородной реакции. Авторам не удалось зафиксировать парамагнитные промежуточные частицы типа Н или На в процессе адсорбции и окисления водорода. Авторы [79] использовали суспензионный электрод из палладирован-ного угля для изучения отдельных стадий водородной реакции, а именно стадий адсорбции и переноса заряда. В 2 М Н2504 скорость адсорбции на палладии в такой системе оказывается на 3—4 порядка выше, чем скорость переноса заряда. [c.185]

Электроды с распределенными параметрами на основе дисперсных углеродных материалов в зависимости от способа подачи и отвода реагентов и продуктов реакции могут быть разделены на две основные группы двухфазные и трехфазные системы. В двухфазной системе ключевые компоненты электрохимической реакции, определяющих скорость реакции при данной величине поляризации электрода, находятся в жидкой (электролитной) или твердой фазе. К этому типу электродов могут быть отнесены жидкостные [233] и псевдоожиженные, или суспензионные [234],. электроды. В трехфазной системе ключевое вещество подается или отводится по газовой фазе. Такие электроды относятся к газодиффузионным [235] или жидкостно-газовым [236]. В последнем случае существенную роль в макрокинетике может играть образование новой фазы при электрохимическом газовыделении. [c.218]

Кроме никелевых пористых электродов в некоторых типах низкотемпературных топливных элементов применяют угольные электроды, активируемые небольшими количествами металлов платиновой группы (например, элементы Кордеша). В угольных электродах необходимое разделение газа и жидкости в объеме рабочего слоя достигается частичной гидрофобизацией углеродного материала. [c.494]

Электроды из пористых углеродных материалов обычно пропитывают под вакуумом эпоксидной смолой, парафином, полиэтиленом, их смесью или силиконовой смолой. Электроды из углеродных материалов служат для изготовления электродов типа ртутно-графитового (см. разд. 5.4). Порошки из углеродных материалов, и особенно из графита, используют для приготовления угольно-пастовых электродов путем смешения этих порошков с индифферентными связующими материалами (например, вазелиновым маслом) для получения массы с консистенцией вязкой пасты. В случае использования угольно-пастовых электродов для непосредственного определения ЭАВ в анализируемых порошках изготовляют так называемые электроактивные угольно-настовые электроды путем смешения графитового порошка, анализируемого порошка и индифферентного связующего. Конструкции угольно-пастовых электродов приведены на рис. 5.14. [c.88]

Предельный коэффициент распределения р вещества NaA между водой и органической фазой, например нитробензолом, равен отношению концентраций NaA в воде и органическом растворителе при условии, что в этих фазах находится только КаА в весьма малых концентрациях и достигнуто равновесное распределение вещества между этими фазами. Снижение концентрации МаА в водном растворе, когда он граничит с органической фазой, пренебрежимо мало. Это обьясняется тем, что, с одной стороны, активность аниона А в органической фазе Яа (о.5) зависит от состава мембраны электрода, а с другой стороны, тем, что значения коэффициента распределения детергента типа КаК, использованного Гавашем и Бертраном [419], находятся в пределах 10 —3-10 . Практически всегда выражение (11.5) дает зависимость электродного потенциала от активности углеродного аниона. Если добавлять увеличивающиеся количества водного раствора С Х известной концентрации в раствор 1, то начинает выпадать осадок, в результате чего снижается концентрация свободных анионов А в растворе, а следовательно, потенциал электрода. После того как в растворе исчезнут несвязанные анионы А , дальнейшее добавление С Х приведет к тому, что цепь с двойным распределением станет обычной концентрационной системой. Такое скачкообразное изменение э. д. с. в точке эквивалентности делает возможным потенциометрическое определение А в водном растворе. [c.144]

Исследования некоторых алкил- и арилгидразинов с помощыо циклической вольтамперометрии с вращающимся дисковым электродом с кольцом позволили установить образование устойчивых катион-радикалов в первой стадии анодного окисления [138]. Интерес к окислению соединений этого типа связан еще с тем, что можно было легко изучить влияние структуры гидразина на потенциалы окисления и сравнить эти потенциалы с известными из литературы потенциалами ионизации, полученными из фотоэлектронных спектров, чтобы объяснить влияние индуктивных и других эффектов на окислительно-восстановительные равновесия [139]. Хотя реакция переноса электрона была несколько замедленной и сильно зависела от состояния поверхности использованных твердых электродов (золото, платина), на ртутном электроде процесс был полностью необратим. Образующийся на второй стадии окисления дикатион подвергался быстрому депротонированию в растворе, а образующиеся при этом протоны могли реагировать с исходным деполяризатором, что, по-видимому, и явилось причиной уменьшения токов до уровня, меньшего, чем двухэлектронный. Депротонирование дикатпона по а-углеродному атому приводит к постулированному катионному промежуточному продукту, который может далее реагировать по двум путям, как показало изучение продуктов электролиза при контролируемом потенциале 1) дезаминирование до гидразона и 2) депротонирование до амина с расщеплением N—К-связи. [c.152]