Процессы катодной и анодной электрокристаллизации

Электрохимический метод связан с выделением на катоде вещества в процессе электролиза простых и комплексных катионов и анионов. Если в цепь постоянного электрического тока включить систему, состоящую из двух электродов и раствора (расплава) электролита, то у электродов будут протекать реакции окисления-восстановления. На аноде (положительный электрод) анионы отдают электроны и окисляются; на катоде (отрицательный электрод) катионы присоединяют электроны и восстанавливаются. Образующийся на катоде осадок в результате, например, электрокристаллизации, в морфологическом отношении может быть как рыхлым, так и плотным слоем из множества микрокристаллитов. На текстуру осадка влияют многие факторы, такие, например, как природа вещества и растворителя, тип и концентрация ионов целевого продукта и посторонних примесей, адгезионные свойства осаждаемых частиц, температура среды, электрический потенциал, условия диффузии и другиеОдним из перспективных научных направлений является использования электрохимического синтеза для конструирования наноструктурных материалов. Суть его заключается в формировании в ходе кинетически контролируемого электровосстановления двухмерных (лэнгмюровских) монослоев достоинствами метода являются экспериментальная доступность и возможность контроля и управления процессом получения наночастиц.металлических наночастиц под монослойными матрицами ПАВ. достоинствами метода являются экспериментальная доступность и возможность контроля и управления процессом получения наночастиц.

Улучшенная версия установки для электролитического синтеза нанотрубок представляет собой цилиндр диаметра 4 и 10 см в длине, которая играет роль анода, с цилиндрическим отверстием диаметра 3, и глубиной 7 см использовались, поскольку пруты графита катода с диаметром 3 мм, погруженных в сухую смесь на глубину 1-3 см, были заполнены системой газов с давлением до 500 баров. Система была нагрета до точки плавления флюса (604 ° C). Электролиз был выполнен в потоках 1, 3, 5, 10, 20 и 50 A, напряжением в 20 В и глубина погружения катода в электролит от фракции к фракции к на 4 дюйма в течение 2 минут. Это дало 30 мг-80 углеродистых материалов, которые тогда промывают в течние 4 ч. в смеси толуола и воды. С сухим остатком относятся на ультразвуковых частотах в ацетоне в течение 20 минут, после которых образцы были применены к пипетке, приостановке сетки микроскопа электрона медного графита 3 мм в диаметре и высушены.

Это установлено, что формирование нанострутур происходит в катоде, так как они наблюдались при использовании не только графита, но и стальных веществ в качестве анода. Среди продуктов электролиза были найдены в раковинах частиц, онионоподобные структуры и углеродные нанотрубки с различной морфологией. Акцент сделан на спирали и кривых структурах. Используя LiBr вместо этого результат получился качественно подобным. В случае LiI, у которого более низкая точка плавления, не появлялся графитовых наноматериалов. Анализ показал, что содержание нанотрубок в саже достигает 20-30 %. В то же время в начальной стадии электролиза (первая минута) сформированы, главным образом, приложенные в раковине графита частицы в форме многогранников, в то время как в более высоких энергетических входах (между 3-ими и 4-ыми минутами) оказываются нанотрубки и нити. Относительный выход нанотрубок и заключенных в капсулу частиц увеличивается с уменьшением потока и глубины катода.