Автор работы: Пользователь скрыл имя, 15 Мая 2015 в 19:59, курсовая работа
Изучение анодного окисления муравьиной кислоты на электродах из благородных металлов и сплавов является важным как с теоретической, так и с практической точки зрения, поэтому исследованию этого процесса посвящено большое число работ [1-3]. В качестве анодов чаще рассматривались металлы платиновой группы [1, 4], но ряд работ выполнен на металлах группы IB [2, 5]. В рамках этих исследований основное внимание уделено изучению каталитической активности металлов и их сплавов в реакции анодного окисления муравьиной кислоты [2, 5], влиянию кислотности среды на процесс электроокисления (ЭО) [4], установлению возможного механизма процесса электроокисления и изучению его кинетики [2].
ВВЕДЕНИЕ ………………………………………………….…………...…………3
Глава 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ ………………………….…………...…………4
1.1 Особенности электроокисления муравьиной кислоты на электродах из благородных металлов………………………………………………….. ……….......4
Глава 2. МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНА ...………………………..…………...8
2.1 Электроды, растворы, ячейки……………………………….……………...........8
2.2 Электрохимические исследования. Циклическая вольтамперометрия……..…9
Глава 3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ………….....…….……………..10
3.1 Пленочные электроды Ru-Pd и Cu-Pd в растворах серной кислоты……...….10
3.2 Электроокисление муравьиной кислоты на Ru-Pd и Cu-Pd сплавах…………11
ВЫВОДЫ…………………………………………………………………………...14
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ…….……………………………...………………….15
Pd + H2O = PdO + 2H+ + 2e- (3.1)
Рис. 3.3. Циклические вольтамперограммы Ru-Pd в растворе
0,1М H2SO4 + 0,1М HCOOH: 1 – 1 цикл, 2 – 2 цикл.
На циклических вольтамперограммах Cu-Pd электрода в растворе 0,1М H2SO4 + 0,1М HCOOH в первом цикле наблюдается два анодных пика (рис. 3.4). Первый пик А1 окисления водорода остается таким же по величине, как и в фоновом растворе. Второй пик А2 наблюдается при потенциале 1,37 В, природа которого не рассматривается. В первом цикле катодной области пик К1 соответствует восстановлению PdO, как и в фоновом растворе.
Рис. 3.4. Циклические вольтамперограммы Cu-Pd в растворе
0,1М H2SO4 + 0,1М HCOOH: 1 – 1 цикл, 2 – 2 цикл.
В результате, можно сказать, что электроокисление муравьиной кислоты на обоих образцах в первом цикле анодного полупериода не наблюдается. Однако на катодной ветви 2-го цикла наблюдается появление катодного пика, соответствующего ЭО HCOOH, как на Cu-Pd, так и на Ru-Pd. Скорость окисления HCOOH на Ru-Pd электроде больше, чем на Cu-Pd. Из этого следует, что каталитическая активность Ru-Pd электрода выше.
Однако добавление муравьиной кислоты оказывает влияние на кинетику ионизации водорода только на Ru-Pd сплавах, это выражается в увеличении анодного пика А1.
ВЫВОДЫ
1. Были получены циклические вольтамперограммы в растворах 0,1М H2SO4 и в 0,1М H2SO4 + 0,1M HCOOH на пленочных электродах Cu53Pd и Pd4Ru. Каталитическая активность Ru-Pd электрода выше, так как скорость окисления HCOOH на Ru-Pd электроде больше, чем на Cu-Pd.
2. Добавление муравьиной кислоты оказывает влияние на кинетику ионизации водорода только на Ru-Pd сплавах, что проявляется в увеличении анодного пика А1.
СПИСОК литературы
1. Capon A. The oxidation of formic acid at noble metal electrodes. Part III. Intermediates and mechanism on platinum electrodes / A. Capon, R.Parsons // J. Electroanal.Chem. – 1973. – V. 45. - №2, - Р. 205-231.
2. Capon A. The oxidation of formic acid at noble metal electrodes. Part II. A comparison of the behavior of pure electrodes / A. Capon, R.Parsons // J. Electroanal.Chem. – 1973. – V. 44.-№2, - Р. 239-254.
3. Vela M. E. EMIRS studies of formic acid electrooxidation on Pd, Au and Pd + Au allous / M. E. Vela, R. O. Lezna // J. Electroanal.Chem. – 1992. – №1-2, - Р. 289-302.
4. Capon A. The oxidation of formic acid at noble metal electrodes. Part IV. Platinum + Palladium Alloys / A. Capon, R.Parsons // J. Electroanal.Chem. – 1975. – V. 65 - №1, - Р. 285-305.
5. Колядко Е. А. Исследование адсорбции серебра на электролитических осадках палладия и влияния адатомов серебра на электроокисление муравьиной кислоты / Е.А. Колядко, Р. Ветцель // Электрохимия – 1980.-т. 16 - №8, - 1102 с.
6. Тарасевич М.Р. Топливные элементы прямого окисления спиртов / М.Р. Тарасевич, А.В. Кузов // Институт физической химии и электрохимии им. А.Н. Фрумкина РАН. – 2010 - №848. – 23 с.
7. Hickling A. Studies in electrolytic oxidation. Part XIII. The electrolytic oxidation of formaldehyde / A. Hickling, F. Rodwell // J. Chem. Soc. -. 1943. - P. 90-99.
8. Law H.D. Electrolytic oxidation of aliphatic aldehydes / H.D. Law // J. Chem. Soc. Trans. - 1905. - V.87. - P. 198-206.
9. Nishimura K. Electrooxidation of formate and formaldehyde on electrodes of alloys between Pd and Group IB metals in alkaline media. Part I. Electrocatalytic properties of component metals / K. Nishimura, K. Machida, M. Enyo // J. Electroanal. Chem. – 1988. – V. 251, № 1. – P. 103-116.
10. Enyo М. Electrocatalysis by Pd+Au alloys. Part II. Electrooxidation of formaldehyde in acidic and alkaline solutions / M. Enyo // J. Electroanal. Chem. – 1985. – V. 186, № 2. – P. 155-166.
11. Kortenaar M.V. Anodic oxidation of formaldehyde on gold Studiet by electrochemical impedace spectroscopy: an equivalent circuit approach / M.V. Kortenaar, C. Tessont, Z.J. Kolar, H. Weijde // J. Electrochem. Soc. – 1999. – V.146, №6. – Р. 2146-2155.
12. Kortenaar M.V. Electrocatalytic oxidation of formaldehyde on gold studied by differential electrochemical mass spectrometry and voltammetry. / M.V. Kortenaar, Z.J. Kolar, J.J.M. De Goeij, G. Frens // J. Electrochem. Soc. – 2001. – V. 148, № 8. – P. 327-335.
13. Stadler R. Hydrogen evolution during the oxidation of formaldehyde on Au: the influence of single crystal structure and Tl-upd / R. Stadler, Z. Jusys, H. Baltruschat // Electrochim. Acta. – 2002. – V. 47, – P. 4485-4500.
14. Adzic R.R. Structural effects in electrocatalysis: oxidation of formaldehyde on gold and platinum single crystal electrodes in alkaline solution / R.R. Adzic, M. Avramov-Ivic, A.V. Tripkovic // Electrochim. Acta. – 1984. – V. 29, № 10. – P. 1353-1357.
15. Meerakker Van Den J.E.A.M On the mechanism of electroless plating. I. Oxidation of formaldehyde at different electrode surfaces / J.E.A.M. Meerakker Van Den // J. Appl. Electrochem. – 1981. – V. 11, № 3. – P. 387-393.
16. Вашкялис А.И. Каталитическое окисление формальдегида кислородом на меди в щелочных растворах / А.И Вашкялис, Я.И Кульшита // Труды АН. Лит. ССР. –1968. – Серия Б, Т. 2(53). – С. 3-10.
17. Розовский Г.И. О каталитической дегидрогенизации формальдегида на меди / Г.И Розовский, А.И. Вашкялис, А.Ю. Прокопчик // Кинетика и катализ. – 1967. – T. 8, № 4. – С. 925-927.
18. Baltruschat H. Heitbaum electrochemical detection of organic gases: the development formaldehyde sensor / H. Baltruschat, N.A. Anastasijevic, M. Beltowska-Brzezinska, G.J. Hambitzer // Ber. Bunsenges. Phys. Chem. – 1990. – V. 94. – P. 996-1000.
19. Vaškelis A. Effect of the Cu electrode formation conditions and surface nano-scale roughness on formaldehyde anodic oxidation // A. Vaškelis, E. Norkus, I. Stalnioniene, G. Stalnionis // Electrochimica Acta. - 2004. - V. 49. - P. 1613-1621.
20. Avramov-Ivic M. An investigation of the oxidation of formaldehyde on noble metal electrodes in alkaline solutions by electrochemically modulated infrared spectroscopy (EMIRS) / M. Avramov-Ivic, R. R. Adzic // J. Electroanal. Chem. – 1988. – V. 240, № 1-2. – P. 161-169.
21. Capon A. The oxidation of formic acid at noble metal electrodes. Part IV. Platinum + Palladium Alloys. A. Capon and R. Parsons // J. Elektroanal.Chem. – 1975. – V. 65. - №1, - P. 285 - 305.
22. Поляк А.Г. Электрохимическое окисление муравьиной кислоты на палладии. Сообщ. I. / А.Г. Поляк, Ю. Б. Васильев, В. С. Багоцкий, Р. М. Смирнова // «Электрохимия». – 1967. – Т. 3, №9. –С . 1076 -1079.
23. Maximovitch S. Oxydation electrochimique de lacide formique sur electrode dor en milieu neuter. S. Maximovitch // J. Elektroanal.Chem. – 1976. – V. 72. - №1, - P. 95 - 105.
24. Иевлев В.М. Ориентационные соотношения при эпитаксиальном росте металлических пленок на мусковите и фторфлогопите / В.М. Иевлев, Б.М. Даринский, А.В. Бугаков // ФММ. – 1976. – Т.42. – С. 1236 – 1240.
25. Hubkowska K. Hydrogen electrosorption into Pd-rich Pd-Ru alloys / K. Hubkowska et al. // J. Electroanal. Chem. – 2013. – V. 704, № 1. – P. 10-18.
26. Бередина И.П. Роль химического состава и структуры сплавов систем Cu-Pd и Ag-Pd в водородной проницаемости / И.П. Бередина // Дипломная работа. Воронеж. – 2012. – 95 с.
27. Справочник химика. Том 3. Химические равновесия и кинетика. Свойства растворов. Электродные процессы // издательство «Химия». – 1965. – 1008 c.
Информация о работе Электроокисление муравьиной кислоты на пленочных электродах на основе Pd