Стационарная редокс-сорбция растворенного в воде кислорода на зернистых слоях медь-ионообменных нанокомпозитов

Номер выпуска 2 от 12.09.2025

Исследован процесс редокс-сорбции кислорода, растворенного в воде, на катодно поляризованных зернистых слоях медь-ионообменных нанокомпозитов в зависимости от скорости потока воды и значения поляризующего тока. Отмечено, что первоначально количество поглощенного кислорода превышает количество протекшего электричества. Со временем химическая активность нанокомпозита уменьшается, и кислород продолжает сорбироваться и далее восстанавливаться главным образом за счет токовой составляющей процесса. Сделан вывод, что одновременное повышение скорости потока воды и силы предельно допустимого тока оказывает благоприятное воздействие на скорость поглощения кислорода. Поддержание постоянства режима подачи воды и соответствующей силы тока обеспечивает стационарное течение диффузионных, химических и электрохимических стадий. Установлено, что последовательные стадии внешнедиффузионного переноса кислорода к поверхности зерен нанокомпозита, внутридиффузионного переноса кислорода по порам зерен и химического окисления наночастиц меди до оксидов, характерные для конечных источников, компенсированы стадиями электровосстановления кислорода из поверхностных адсорбированных комплексов и регенерации продуктов окисления в наночастицы металлической меди. Нанокомпозит является непрерывным источником свежевосстановленных частиц металла и способствует выходу процесса редокс-сорбции кислорода в стационарный режим. В отличие от неполяризуемого зернистого слоя концентрация кислорода остается на низком постоянном уровне в условиях предельно допустимого наложенного электрического тока.

16 0

ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКИЙ СИНТЕЗ ПЕРОКСИДА ВОДОРОДА НА МОДИФИЦИРОВАННОМ АНТРАХИНОНОМ УГЛЕРОД/ПОЛИМЕРНОМ КОМПОЗИТЕ

Номер выпуска 5 от 04.11.2024

Выполнен электрохимический синтез пероксида водорода на модифицированном антрахиноном углерод/полимерном композите. Усовершенствован метод химической модификации электрода путем использования водно-ацетонитрильной среды, а также ацетона для очистки сорбента; выявлено влияние электродного потенциала и времени поляризации на получение пероксида водорода. В процессе электровосстановления кислорода проведено накопление пероксида водорода посредством потенциостатической катодной поляризации газового диффузионного электрода с нанесенной тонкой пленкой углерод/полимерного композита, модифицированного антрахиноном. Установлено, что введение антрахинона приводит к проявлению максимума накопления пероксида водорода в первой поляризационной волне катодного восстановления кислорода, что способствует снижению перенапряжения образования пероксида водорода и повышению выхода по току.

14 0

Размер и содержание наночастиц меди в ионообменной матрице для интенсивного стационарного электровосстановления растворенного в воде кислорода

Номер выпуска 12 от 12.09.2025

Исследованы медь-ионообменные композиты с частицами металлического компонента различных размеров и содержания в электровосстановлении растворенного в воде кислорода. Показано, что первичный размерный эффект имеет существенное значение для образцов с низкой емкостью по металлу: чем меньше размер частиц металла, тем выше скорость процесса. В то же время на высокоемких по металлу образцах процесс происходит примерно с одинаковой скоростью на частицах меди, полученных разными восстановителями, из-за близкого размера. Проявляется вторичный размерный эффект коллективного взаимодействия частиц металла. Выполнен совместный учет воздействия размера и содержания частиц металла с помощью предложенного наноразмерного комплекса, представляющего соотношение емкости и размера. Показано, что на уровне перколяции электронной проводимости наноразмерный комплекс достигает предельной величины, соответствующей наиболее высокой степени развития реакционной поверхности, что позволяет увеличить ток до предельно допустимого. Процесс восстановления кислорода происходит по нескольким маршрутам: за счет реакции электровосстановления на частицах меди в основном на поверхности зерен нанокомпозита и за счет автокаталитической химической реакции с электрорегенерируемыми наночастицами металла в объеме зерен нанокомпозита. В целом процесс электровосстановления кислорода выходит на интенсивный стационарный режим.

12 0