Проблема электродных материалов

На пути широкого использования электрохимических методов в современном производстве стоит проблема интенсификации электродных процессов. С одной стороны, этот вопрос решается на основе достижений диффузионной кинетики. Так, пористые электроды могут быть использованы не только для оптимизации процессов в химических источниках тока, но и при проведении электросинтеза в техническом масштабе. В этой связи представляют интерес так называемые суспензионные и псевдоожиженные электроды — взвеси частиц электродного материала в растворе. При контакте с токоотводящим электродом эти частицы передают ему свой заряд. Электродные процессы протекают по границе каждой из частиц с раствором, что снижает диффузионные ограничения и позволяет сосредоточить в малом объеме большую поверхность для протекания реакции. С другой стороны, интенсификация электродных процессов связана с поисками новых электродных материалов, удовлетворяющих одновременно требованиям высокой активности, селективности, химической устойчивости и экономии. [c.391]

Важным технологическим аспектом на пути широкого использования электрохимических методов для целей водоочистки является проблема поиска новых дешевых и доступных электродных материалов, удовлетворяющих одновременно требованиям высокой активности, селективности, химической устойчивости и экономии. В этой связи представляет большой практический интерес исследования института электрохимии АН СССР, ДХТИ, ГосНИИхлорпроекта и других организаций по разработке малоизнашивающихся пластинчатых, насыпных электродов из различных зернистых материалов (суспензионных), а также пористых, волокнистых и псевдоожиженных электродов, позволяющих существенным образом интенсифицировать электродные процессы. Так, применение псевдоожиженных электродов — взвесей частиц электродного материала в растворе, передающих при контакте с токоотводящим электродом свой заряд, обеспечивают протекание электродных процессов на границе каждой из частиц с раствором, что снижает диффузионные ограничения и позволяет сосредоточить в малом объеме большую поверхность для протекания реакции. [c.187]

Так, следует отметить, что современные теории двойного электрического слоя носят феноменологический и полуэмпирический характер. Вместе с тем уже накопился значительный экспериментальный материал, объяснение которого требует рассмотрения структуры поверхности на молекулярном уровне. Такой подход необходим для более детального описания адсорбции органических веществ на электродах, а также для объяснения ряда особенностей структуры поверхностного слоя и в отсутствие органических веществ. Попытки создания молекулярных теорий двойного слоя уже предпринимались. Однако эти теории еще далеки от совершенства. Другой важной проблемой является построение количественной теории поверхностного слоя при хемосорбции ионов, сопровождающейся переносом заряда. Явления переноса заряда при адсорбции широко распространены и играют существенную роль в кинетике электродных процессов. Часто на поверхности электрода находится хемосорбированный кислород (или кислород в другой форме), который сильно влияет на строение поверхностного слоя и скорость электрохимических процессов. Поэтому количественное исследование строения двойного электрического слоя и электрохимической кинетики на окисленных поверхностях представляет собой одну из важнейших проблем кинетики электродных процессов. [c.389]

На протекание электродных процессов огромное влияние оказывают природа растворителя и материала электрода, причем глубокая физическая сущность этого влияния пока не раскрыта. При решении этой проблемы широко используются достижения [c.285]

Как видно из приведенного в настоящем обзоре материала, за истекшее с начала исследований электрохимии алмаза десятилетие возникла, пусть еще несколько схематическая, но достаточно полная система представлений об этом новом электродном материале. Сам факт возникновения нового раздела электрохимии полупроводниковых материалов — электрохимии алмаза — формально выражается в регулярным проведении конференций и симпозиумов по этой проблеме [293-298]. На ежегодных совещаниях Международного Электрохимического Общества электрохимии алмаза обычно посвящаются специальные заседания. Опубликован ряд обзоров по электрохимии алмаза, освещающих отдельные проблемы этой области [65, 299-305]. [c.87]

В настоящее время в институте установлена возможность применения в алюминиевой и электродной промышленности нефтяного сернистого кокса взамен дефицитного пекового (каменноугольного). Решена совместно с другими организациями проблема защиты водоемов от загрязнений сточными водами нефтеперерабатывающих заводов. Доказана на основании большого экспериментального материала необходимость сортировки поступающих на переработку нефтей различных месторождений. [c.3]

По имеющимся данным [8, 9], ресурс работы электродной группы составляет пока около 10 000 ч. Экономические оценки показывают, что необходимо по крайней мере четырехкратное увеличение ресурса работы, для того чтобы электростанции на топливных элементах могли конкурировать с тепловыми электростанциями. Это ставит серьезные проблемы по стабилизации активности углеродных материалов, промотированных платиной. Снижение активности происходит вследствие рекристаллизации, растворения и отравления. При длительных сроках эксплуатации становится заметной коррозия носителя — углеродного материала. [c.9]

В полном объеме эти вопросы не выяснены ни для одной из реакций в этой области. На основе имеющегося экспериментального материала могут быть сделаны пока лишь обобщения по отдельным затронутым проблемам, которые и обсуждаются ниже. Среди них одно из важнейших мест занимают вопросы, касающиеся состояния поверхности анода в широком диапазоне положительных потенциалов и влияния поверхностных кислородных соединений на направление и скорость электродных процессов. Наибольшее число работ этого направления, выполненных в последние годы, посвящено платине, являющейся основным электродным материалом в реакциях рассматриваемого класса. Среди этих работ, в первую очередь, следует отметить цикл исследований Веселовского и сотр. по синтезу окислителей при высоких анодных потенциалах [16]. Большинство изученных систем является неорганическими, из реакций с участием органических веществ в этом аспекте подробно исследованы лишь процессы электро-окисления карбоксилатов (см. [1, 11, 171). [c.275]

Опыт показывает, что влияние неводных растворителей на полярографические характеристики зависит от большого числа факторов (от изменения коэффициента диффузии как за счет вязкости среды, так и за счет сольватационных эффектов, от изменения активной концентрации исследуемых веш еств, от механизма электродного процесса, в том числе участия протонов в электрохимической реакции, от изменения адсорбционных характеристик деполяризатора и т. д.). Однако в настояш,ее время еш,е крайне недостаточно экспериментального и теоретического материала, на основе которого можно было бы сделать количественные выводы по всей рассматриваемой проблеме. Мы находимся пока на стадии накопления надежного экспериментального материала, когда еще преждевременно делать далеко идущие выводы и обобщения. [c.212]

Все это потребовало проведения работы по обобщению богатого материала, накопленного в литературе. Предлагаемая книга является результатом анализа состояния проблемы электросинтеза различных соединений, сделанного на основании изучения литературы, появившейся главным образом в последние годы. Ряд глав написан на основе книги одного из авторов Успехи в области электросинтеза неорганических соединений , вышедшей в 1974 году. Большое внимание, уделяемое в последнее время электродным материалам, побудило авторов посвятить этому вопросу специальную главу. [c.4]

На электродную функцию хлорид- бромид- или иодид-селективного электрода (обычно с мембраной из кристаллического галогенида серебра или полученной прессованием его осадка) оказывает значительное мешающее действие присутствие других галогенидов иодид мешает определению бромида и хлорида, а бромид — определению хлорида. Однако при определении фторида эта проблема не возникает, так как мембрана F -селективного электрода изготовляется из совсем ругого материала — ЬаРз. [c.52]

Отличительной чертой изучения электрохимической кинетики за последние 20 лет явилось развитие теоретических и экспериментальных методов, которые позволяют изучить отдельные стадии сложных последовательных реакций, включающих электродный процесс, т. е. тот тип реакций, который можно рассматривать при помощи некоторых специальных приемов гетерогенной химической кинетики. Все возрастающий успех электрохимиков в решении таких проблем мог бы обеспечить материал не только для главы в настоящей серии обзоров, но и для целой книги, если бы было предпринято соответствующее многотомное издание. Однако чувствовалось, что необходимость подготовки краткого издания диктовалась не только чисто экономическими соображениями, но также и двумя другими причинами во-первых, все еще необходимо установить правильное соотношение между теорией и экспериментом и, во-вторых, достаточно понятное изложение материала в данной главе могло бы быть очень полезным с педагогической точки зрения. В данной главе, за некоторым исключением, рассмотрен ряд электрохимических методов в предположении, что лица, начинающие заниматься электрохимической кинетикой (но уже имеющие некоторые представления об элементарных методах, особенно о методах, связанных с переносом электрона), получат общее представление о применяемых методах, экспериментальные возможности которых во многих случаях недостаточно полно используются. В данной главе не будут детально описаны все конкретные исследования, которые с большей или меньшей убедительностью привели к представлениям о механизмах отдельных реакций. Состояние проблемы требует дальнейших точных исследований, и авторы полагают, что наступило время для планирования и выполнения экспериментальной работы такого характера. [c.273]

Рассмотрим некоторые проблемы аппаратурного оформления метода. Микрокомпоненты выделяют в электролитических ячейках различных конструкций. Питание ячеек обычно осуществляют от выпрямителей различных типов, обеспечивающих напряжение до 40—50 В и ток до 5—10 А. В работах [21, 31] обсуждено влияние таких параметров, как объем ячейки, меж-электродное расстояние, скорость перемешивания и др., на эффективность концентрирования. Естественно, наибольшее значение имеют материал и конструкция катода, который готовят в соответствии с требованиями метода последующего определения. При атомно-абсорбционном определении катод чаще всего представляет собой тонкую нить или стержень из платины, иридия, вольфрама, золота или угля. Для анализа методом эмиссионной спектроскопии предпочтительнее использовать угольные электроды, выполненные в виде тонкого диска [36] или цилиндра, с устройством для ограничения рабочей поверхности электрода 123, 27, 33, 34, 37, 44]. [c.52]

В настоящем издании исключен устаревший и второстепенный материал, а также сведения, достаточно подробно излагаемые в современных курсах физической химии, физики и других дисциплинах или в специальных руководствах по электроаналитической химии и технике электрохимических измерений. Это позволило включить в учебник, не увеличивая его объема, разделы, посвященные наиболее перспективным научным направлениям и наиболее важным проблемам, таким, как электрохимия полупроводников, основы теории действия ионосс лективных электродов, роли сольватироваиных электронов в электродном равновесии и в кинетике электродных процессов, а также некоторые другие. [c.3]

Большой теоретич. и экономич. интерес представляет создание топливных элементов. Как показывают расчеты по ур-нию Гиббса — Гельмгольца, для нек-рых реакций окисления топлива возможно 100%-ное превращение энергии горения в электрич. энергию. Однако нри применении термодинамич. расчетов предполагается осуществление реакций в топливном элементе в равновесных условиях, тогда как в действительности этп процессы протекают с низкими скоростями, что ограничивает кпд топливных элементов. Чтобы увеличить разрядные токи топливных элементов, используют электроды с развитыми поверхностями и стремятся различными способами ускорить электрохимич. реакции, подбирая материал электрода, состав электролита, повышая темп-ру и т. д. Исследование электродных процессов на электродах-катализаторах составляет предмет новой области науки — электрокатализа. Развитие электрокатализа во многом обязано быстрым темпам работ по созданию топливных элементов. Хотя проблема топливного элемента была выдвинута еще в прошлом веке, практич. успехи в ее разработке были достигнуты лпшь после второй мировой войны. [c.326]

Я согласен с С. В. Горбачевым, что при рассмотрении проблем теории электродных процессов необходимо максимально пспользовать общие представления химической кинетики. Я не остановился на этом в своем докладе, так как недавно посвятил этому вопросу отдельное сообщение [Сб. Вопросы химической кинетики, катализа и реакционной способности . М., Изд. АН С( СР, 1955, стр. 403]. Однако, вопреки утверждению С. В. Горбачева, из нак0пленн010 при исследовании объемных химических процессов материала отнюдь не вытекает вывод об отсутствии связи между энергиями реакций и энергиями активации. Напротив, соотношение, согласно которому при сравнении реакций, протекающих не идентичному механизму, возрастание энергии реакции сопровождается приближенно пропорциональным снижением ее энергии активации, часто связываемое с именем Бренштеда, получает все новые и новые подтверждения, в частности в работах Н. Н. Семенова и его школы (Н. Н. Семенов. О некоторых проблемах химической кинетики и реакционной способности. М., Изд. АН СССР, 1954, стр. 29). [c.136]

В пастоящее вромя накопился обтнирный материал, позволяющий с новых П031ЩИЙ рассмотреть эту проблему. Цель доклада — уточнит), содержание проблемы абсолютного потенциала, перечислить бесспорно выясненные факты и оценить значение это проблемы с точки зрении современной теории электродных ироцессов. [c.357]

Такой подход позволил привести в общую систему значительный экспериментальный материал по электродным потенциалам в различных растворителях, поэтому метод Плескова следует рассматривать в качестве, по крайней мере, первого шага к разрешению проблемы. [c.280]