О КИНЕТИКЕ ПРОЦЕССА ГАЛЬВАНИЧЕСКОГО ЗАМЕЩЕНИЯ ТИТАНА НИКЕЛЕМ
Рубрики: 2. ХИМИЧЕСКАЯ ТЕХНОЛОГИЯ
Авторы:
1.
КНИТУ
2.
Казанский национальный исследовательский технологический университет
Республика Татарстан, Россия
Республика Татарстан, Россия
3.
КНИТУ
4.
Казанский национальный исследовательский технологический университет
Тип:
Статья
Страницы:
с 129
по 132
Статус:
В работе
Язык материала:
русский
Ключевые слова:
ТИТАН, НИКЕЛЬ, ВОДОРОД, ГАЛЬВАНИЧЕСКОЕ ЗАМЕЩЕНИЕ, КИНЕТИКА
Аннотация (русский):
Гальваническое замещение является одним из перспективных методов синтеза микрочастиц металлов, позволяющим контролировать их размер и морфологию. Движущей силой процесса является разница стандартных окислительно-восстановительных потенциалов осаждаемого и растворяющегося металлов. Более отрицательный потенциал растворяющегося металла обуславливает его окисление и переход в раствор в виде ионов, в то время как ионы осаждаемого металла с более положительным потенциалом восстанавливаются на поверхности исходного металла. Этот процесс протекает самопроизвольно и не требует подвода внешнего тока. Однако, важно учитывать возможность сопряженных процессов, таких как выделение водорода, которые могут влиять на кинетику реакции и свойства получаемых материалов. В работе исследована кинетика процесса гальванического замещения титана (-1,209 В) никелем (-0,257 В) в водном растворе хлорида никеля(II) в присутствии фтороводородной кислоты. Установлено, что процесс сопровождается повышением температуры реакционной смеси, которое обусловлено экзотермической природой реакции гальванического замещения, протекающей между титаном и ионами никеля(II). Максимальный выход никеля (0,3) достигается за 150 с, при этом максимальная скорость осаждения наблюдается на 60 с от начала процесса. Параллельно изучена кинетика сопряженного выделения водорода. Максимальный объем водорода (1025 см3) образуется в течение 120 с процесса, а наивысшая скорость выделения наблюдается при достижении 40 с. Сопоставление кинетических кривых осаждения никеля и выделения водорода показало взаимосвязь этих процессов. Снижение скорости выделения водорода после 40 с объясняется изменением pH приповерхностного слоя, образованием пассивного слоя и сокращением доступной поверхности титана. Замедление осаждения никеля после 60 с связано с уменьшением активной поверхности титана вследствие образования никелевого покрытия и конкуренцией с процессом выделения водорода. Полученные результаты вносят вклад в понимание механизма гальванического замещения титана никелем и могут быть использованы для оптимизации процесса получения материалов Ti-Ni.
Гальваническое замещение является одним из перспективных методов синтеза микрочастиц металлов, позволяющим контролировать их размер и морфологию. Движущей силой процесса является разница стандартных окислительно-восстановительных потенциалов осаждаемого и растворяющегося металлов. Более отрицательный потенциал растворяющегося металла обуславливает его окисление и переход в раствор в виде ионов, в то время как ионы осаждаемого металла с более положительным потенциалом восстанавливаются на поверхности исходного металла. Этот процесс протекает самопроизвольно и не требует подвода внешнего тока. Однако, важно учитывать возможность сопряженных процессов, таких как выделение водорода, которые могут влиять на кинетику реакции и свойства получаемых материалов. В работе исследована кинетика процесса гальванического замещения титана (-1,209 В) никелем (-0,257 В) в водном растворе хлорида никеля(II) в присутствии фтороводородной кислоты. Установлено, что процесс сопровождается повышением температуры реакционной смеси, которое обусловлено экзотермической природой реакции гальванического замещения, протекающей между титаном и ионами никеля(II). Максимальный выход никеля (0,3) достигается за 150 с, при этом максимальная скорость осаждения наблюдается на 60 с от начала процесса. Параллельно изучена кинетика сопряженного выделения водорода. Максимальный объем водорода (1025 см3) образуется в течение 120 с процесса, а наивысшая скорость выделения наблюдается при достижении 40 с. Сопоставление кинетических кривых осаждения никеля и выделения водорода показало взаимосвязь этих процессов. Снижение скорости выделения водорода после 40 с объясняется изменением pH приповерхностного слоя, образованием пассивного слоя и сокращением доступной поверхности титана. Замедление осаждения никеля после 60 с связано с уменьшением активной поверхности титана вследствие образования никелевого покрытия и конкуренцией с процессом выделения водорода. Полученные результаты вносят вклад в понимание механизма гальванического замещения титана никелем и могут быть использованы для оптимизации процесса получения материалов Ti-Ni.
Ключевые слова:
ТИТАН, НИКЕЛЬ, ВОДОРОД, ГАЛЬВАНИЧЕСКОЕ ЗАМЕЩЕНИЕ, КИНЕТИКА
ТИТАН, НИКЕЛЬ, ВОДОРОД, ГАЛЬВАНИЧЕСКОЕ ЗАМЕЩЕНИЕ, КИНЕТИКА
