Електрохімічне осадження каталітично активних наночастинок Pd-Au у середовищі органічних апротонних розчинниках

Abstract

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.17.03 – технічна електрохімія. – Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", Харків, 2016. У дисертації наведено результати досліджень, які спрямовані на розроблення теоретичних основ та технологічних засад одержання каталітично активних наночастинок Pd-Au на склографітовій основі за імпульсного режиму електролізу в середовищі органічних апротонних розчинників. Встановлено вплив умов електролізу в середовищі апротонних розчинників на вміст компонентів та морфологію наноструктурованого осаду, геометрію і розмір частинок Pd-Au. Показана ефективність імпульсного струму під час формування наноструктурованого Pd-Au. Показана можливість одержання Pd-Au гальванічним заміщенням. З'ясовано залежність геометрії та розміру частинок Pd-Au, вмісту компонентів і морфології Pd-Au осаду, одержаного гальванічним заміщенням на поверхню маґнію, від складу DMF розчину та температури. Досліджено каталітичну активність наноструктурованих Pd-Au/GC електродів, одержаних електрохімічним методом за імпульсного режиму електролізу в DMSO розчинах, у реакції анодного окиснення метанолу. Визначена залежність каталітичної активності Pd-Au/GC від вмісту компонентів у Pd-Au осаді та концентрації метанолу в розчині. Показана висока ефективність наноструктурованого Pd-Au/GC каталізатора і можливість його використання в прямих метанольних паливних елементах.Dissertation for the Degree of Candidate of Technical sciences in specialty 05.17.03 – Technical Electrochemistry. – National Technical University "Kharkiv Polytechnical Institute", Kharkiv, 2016. In the dissertation the results of research aimed at developing the theoretical foundations and technological foundations of obtaining catalytically active nanoparticles Pd-Au on glassy carbon basis by pulsed electrolysis in the environment of aprotic organic solvents are presented. The influence of electrolysis conditions in the environment of aprotic solvents on the content of components and morphology of nanostructured sediment, size of the particles and geometry of the Pd-Au was established. The efficiency of current pulse during the formation of nanostructured Pd-Au was shown. The possibility of obtaining Pd-Au by galvanic replacement was shown. The dependence of geometry and size of the particles of Pd-Au, content components and morphology of Pd-Au deposit obtained by galvanic replacement in the magnesium surface from the composition of the DMF solution and temperature was found out. The catalytic activity of nanostructured Pd-Au/GC electrode obtained by electrochemical method in pulse mode of electrolysis in DMSO solutions, the reaction of anodic oxidation of methanol was researched. The dependence of the catalytic activity of Pd-Au/GC content from the components in the Pd-Au deposit and the concentration of methanol in the solution was defined. The high efficiency of nanostructured Pd-Au/GC catalyst and the possibility of its use in direct methanol fuel cells was shown.