ИССЛЕДОВАНИЕ ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКОГО ИНТЕРКАЛИРОВАНИЯ ГРАФИТА В РАСТВОРАХ HNO3 МЕТОДОМ ХРОНОВОЛЬТАМПЕРОМЕТРИИ
Аннотация
Для цитирования:
Яковлев А.В., Финаенов А.И., Яковлева Е.В., Кузнецова Н.Ю., Абдуллина Д.Ф. Исследование электрохимического интеркалирования графита в растворах HNO3 методом хроновольтамперометрии. Изв. вузов. Химия и хим. технология. 2017. Т. 60. Вып. 1. С. 34-39.
Исследованы физико-химические свойства суспензий графит-азотная кислота, подобраны соотношения компонентов в суспензии, обеспечивающие возможность их анодного окисления с образованием соединений внедрения графита. Определены значения электропороводности суспензий графит – азотная кислота с различным соотношением твердой и жидкой фаз. Максимальные значения электропроводности суспензий достигаются при массовом соотношении графит : HNO3 » 1:0,66. Разработана конструкция электрохимической ячейки для проведения хроновольтамперометрических измерений на суспензионном графитовом электроде. Исследованы природа и кинетика электродных процессов на дисперсных графитовых электродах в 60% азотной кислоте. Показано, что при анодной поляризации дисперсного графитового электрода протекает комплекс анодных процессов: окисление поверхностных функциональных групп, образование соединений внедрения и выделение кислорода. Наибольшая электрохимическая обратимость анодных процессов на суспензиях графит-HNO3 отмечается при Ерев < 1,2 В, скорости реакций образования соединений внедрения графита и реакций с участием поверхностных функциональных групп на суспензионном электроде возрастают в диапазоне потенциалов 1,2-1,7 В, причем увеличение тока, главным образом, вызвано электрохимически обратимым процессом интеркалирования, так как на обратном цикле в катодной области также регистрируется рост тока, обусловленный реакцией деинтеркалирования. Электрохимическое окисление дисперсного графитового электрода в HNO3 следует вести в интервале потенциалов от 1,2 В до 2,1 В, что обеспечит образование соединений внедрения графита с максимальной скоростью и наименьшими энергозатратами.
Литература
Sorokina N.E., Monyakina L.A., Maksimova N.V., Ni-kol'skaya I.V., Avdeev V.V. The potentials of the graphite nitrate formation in spontaneous and electrochemical interca-lation of graphite. Inorganic materials. 2002. V. 38. N 5. P. 589 – 597 (in Russian). DOI: 10.1023/A:1015423105964.
Sorokina N.E., Maksimova N.V., Avdeev V.V. Anodic oxidation of graphite in 10-98% solutions of HNO3. Neor-ganicheskie materialy. 2001. V. 37. N 4. P. 1 – 7 (in Rus-sian). DOI: 10.1023/A:1017575710886.
Avdeev V.V., Tverezovskaya O.A., Sorokina N.E., Ni-kol'skaya I.V., Finaenov A.I. Electrochemical interaction of graphite with nitric acid. Inorganic materials. 2000. V. 36. N 3. P. 276 – 281 (in Russian).
Tarasevich M.R. Electrochemistry of carbon materials. M.: Nauka. 1984 253 p. (in Russian).
Ngo Dai Viet, Kokoulina D.V., Krishtalik L.I. The study of electrochemical oxidation of graphite anode. II. Elec-trokhimiya. 1972. V. 8. N 2. P. 225-228 (in Russian).
Krishtalik L.I., Rotenberg Z.A. The study of kinetics of anodic oxidation of graphite. Electrokhimiya. 1966. V. 2. N 3. P. 351-353 (in Russian).
Scharff P., Xut Z.-Y., Stump E., Barteczko K. Reversibil-ity of the intercalation of nitric acid into graphite. Carbon. 1991. V. 29. N 1. P. 31 - 37. DOI: 10.1016/0008-6223(91)90091-V.
Scharff P., Stump E, Barteczko K., Xut Z.-Y. Investiga-tions on the Kinetics of the Anodic Intercalation Process of Graphite in 65% HNO3 by Using AC Impedance Measure-ments. Ber. Bunsenges Phys. Chem. 1990. V. 94. P. 568 - 573. DOI: 10.1002/bbpc.19900940507.
Bibik E.E. The equations of rheology of concentrated sus-pensions. J. Appl. Chem. 2010. V. 83. N 5. P. 769 – 774.
Yakovlev A.V., Yakovleva E.V., Zabudkov S.L., Finae-nov A.I. Electrochemical Processes on Graphite Powder Electrodes in HNO3 Solutions. Russ. J. Appl. Chem. 2010. V. 83. N 5. P. 820-825.
