с 01.01.2022 по настоящее время
Саратов, Саратовская область, Россия
сотрудник с 01.01.2000 по настоящее время
Саратов, Саратовская область, Россия
аспирант с 01.01.2022 по настоящее время
Саратовский государственный технический университет имени Гагарина Ю.А. (Химия и химическая технология материалов, аспирант)
с 01.01.2022 по настоящее время
Саратов, Саратовская область, Россия
сотрудник с 01.01.1976 по 01.01.2025
Саратов, Саратовская область, Россия
Изучен процесс формирования на поверхности металлизированных титаном углеродных тканей электрохимически активных покрытий на основе различных титанатов в ходе последовательной химической обработки в концентрированных водных растворах кислоты, щелочи и сульфата марганца, а также дополнительной термической обработки полученных покрытий в атмосфере аргона. Изучены состав и структура покрытий, на различных этапах термохимической обработки. Показано, что оптимальным является режим химической обработки металлизированной титаном углеродной ткани с использованием растворов HCl (1М, 3 мин), КОН (6М, 5 мин) и MnSO4 (0,02М, 30 мин). При этом, при увеличении времени обработки в растворах кислоты и щелочи, происходит частичное или полное растворение металлического покрытия. Выявлено, что в результате обжига в инертной атмосфере (Ar) аморфные пленки, полученные в результате предварительной химической обработки титанового покрытия, приобретают однородную кристаллическую структуру голладитоподобного твердого раствора KxMnyTi8-yO16 с примесью гексатитаната калия (K2Ti6O13). Керамическое покрытие, имеющее более однородную структуру, может быть полученов результате термической обработки при 950 оС. Методами импедансной спектроскопии исследованы электрофизические свойства полученных гибридных электродных материалов в составе макетных образцов суперконденсаторов с 5% водным раствором KCl, использованным в качестве электролита. Показано, что спектры импеданса исследованных модельных суперконденсаторных ячеек, в диапазоне частот от 30 Hz до 3 MHz демонстрируют поведение, характерное для ионно-проводящих материалов с выраженной не идеальностью ёмкостного отклика. С использованием эквивалентной схемы, предложенной для интерпретации полученных результатов исследованных электрохимических систем, показано, что у гибридных электродных материалов, полученные в результате химической и термической обработки существенную роль играют диффузионные процессы переноса заряда. Методом циклической вольтамперометрии показано, что в результате формирования электрохимически активного покрытия - окно потенциалов макетных образцов суперконденсаторов увеличивается от 1,5 до 2 В. При этом, удельная энергоемкость конденсаторной ячейки возрастает от 12,9 до 16,7 мА·ч/г.
ГИБРИДНЫЕ ЭЛЕКТРОДНЫЕ МАТЕРИАЛЫ, УГЛЕРОДНЫЕ ТКАНИ, ПОКРЫТИЯ, ТЕРМОХИМИЧЕСКОЕ МОДИФИЦИРОВАНИЕ, ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА
1. J. Li, Z. Du, R. E. Ruther, S.J. An, L.A. David, K. Hays, ,M. Wood, N.D. Phillip, Y. Sheng, C. Mao, S. Kalnaus, JOM , 69, 1484-1496 (2017). DOI: https://doi.org/10.1007/s11837-017-2404-9
2. J. Zhao, X. Li, X. Li, Z. Cai, F. Ge, J. Mater. Sci., 16, 9773-9779 (2017).
3. Ю. Е. Лозовик, А. М. Попов, Успехи физич. наук, 177, 786–799 (2007). DOI: https://doi.org/10.1070/PU2007v050n07ABEH006323
4. M. Barczak, T. Bandosz, Electrochim. Acta, 305, 125–136 (2019).
5. N. Khair, R. Islam, H. Shahariar, J. Mater. Sci., 54, 10079-10101 (2019).
6. R.M. Kakhki, Arab. J. Chem., 12, 1783-1794 (2019).
7. V. Sleptsov, A. Savkin, D. Kukushkin, A. Diteleva, IOP Conf. Ser. Mater. Sci. Eng. 498, 012033 (2017).
8. В.З. Радкевич, С.Г. Хаминец, О.А. Самойленко, И.Г. Павленко, И.П. Просвирин, А.А. Дубков, Л.Н. Грищенко, Журн. прикл. химии, 90, 203-214 (2017),
9. Скопинцев, В. Д., Фирсова, Т. Д. , Винокуров, Е. Г., Журн. прикл. химии, 88, 1729-1733 (2015).
10. K Babel, K. Jurewicz, J. Phys. Chem. Solids, 65, 275-280 (2004). DOI: https://doi.org/10.1016/j.jpcs.2003.08.023
11. T. Qi,, S. Peng, J. Hao, Y. Wen, Z. Wang, X. Wang, D. He, J. Zhang, J. Hou, G. Cao, Adv. Energy Mater., 7, 1700409 (2017). DOI: https://doi.org/10.1002/aenm.201700409
12. L. Gu, Y. Wang, Y. Fang, R. Lu, J. Sha, J. Power Sources,243, 648-653 (2013). DOI: https://doi.org/10.1016/j.jpowsour.2013.06.050
13. M. Cakici R.R.Kakarla, F.Alonso-Marroquin, Chem. Eng. J., 309, 151-158 (2017).
14. W. Xu, S. Dai, G. Liu, Y. Xi, C. Hu, X Wang, Electrochim. Acta, 203. 1-8 (2016). DOI: https://doi.org/10.1016/j.electacta.2016.03.170
15. M.M. Ovhal, N. Kumar, S.K. Hong, H.W. Lee, J.W. Kang, J. Alloys Compd. 828, 154447 (2020).
16. Y. Wang, Z. Du, J. Xiao, W. Cen, S. Yuan, Electrochim. Acta. 386, 138486 (2021).
17. F. Lu, J. Wang, X. Sun, Z. Chang, Mater. Des. 189, 108503 (2020).
18. X.H. Lu, T. Zhai, X.H. Zhang, Y.Q. Shen, L.Y. Yuan, B. Hu, L. Gong, J. Chen, Y.H Gao., J. Zhou, Y.X. Tong, Z.L Wang, Adv. Mater., 24, 938–944 (2012).
19. A.V. Khramenkova, V.V. Moshchenko, D.N. Izvarina, K.M. Popov, L.G. Bulusheva, A.V. Okotrub, J. Alloys Compd., 961, 170909 (2023). DOI: https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2023.170909
20. A.V. Khramenkova V. V. Moshchenko, A. S. Gribanova, V.A. Goncharova, L.G. Miroshnichenko, Inorg. Mater: Appl. Res., 16, 1624-1630 (2025).
21. V.V. Sleptsov, D.Yu. Kukushkin, A.O. Diteleva, Int. J. Eng. Technol. 7, 247-251 (2018).
22. В. Г. Гоффман, В. В. Слепцов, А. В. Гороховский, Н. В. Горшков, Н. Н. Ковынёва, А. В. Севрюгин, М. А. Викулова, А. М. Байняшев, А. Д. Макарова, Ч. Зо Лвин, Электрохим. энергетика, 20, 20-32 (2020).
23. A.V. Gorokhovsky, E.V. Tretyachenko, J.I. Escalante-Garcia, G.Y, Yurkov, V. G. Goffman, J. Alloys Compd, 586, S494-S497 (2014).
24. A.V. Gorokhovsky, S. Saunina, L. Maximova, E. Tretyachenko, V. Goffman, J. I. Escalante-Garcia, M. Vikulova, Res. Chem. Intermed. 48, 1227-1248 (2022).
25. R.J.H. Clark, D.C. Bradley, P. Thornton, The chemistry of titanium, zirconium and hafnium: pergamon texts in inorganic chemistry, Elsevier, V.19, 201. 150 р.
26. H.M. Zheng, T. Zhai, M.H. Yu, S. Xie, C. Liang, W. Zhao, S.C.I. Wang, Z . Zhang, X. Lu, J. Mater. Chem. C, 1, 225-229 (2013). DOI: https://doi.org/10.1039/C2TC00047D
27. P. Moetakef, A.M. Larson, B.C. Hodges, P. Zavalij, K.J. Gaskell, P.M. Piccoli, E.E. Rodriguez,. J. Solid State Chem.,220, 45-53 (2014).
28. L.A. Bursill, Acta Crystallogr., B Struct.Sci., 35, 530-538(1979).
29. T. Prodromakis, C.J. Papavassiliou, Appl. Surf. Sci., 255, 6989-6994 (2009).
