ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКАЯ ДИНАМИКА СТРУКТУРИРОВАННЫХ НАНОДИСПЕРСНЫХ СИСТЕМ И НАНОДИСПЕРСНЫХ КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ. ЧАСТЬ 1

Н. Б. Урьев

Институт физической химии и электрохимии им. А.Н. Фрумкина РАН 119991, г. Москва, Ленинский просп., 31

Поступила в редакцию 13.03.2008 г.

Статья посвящена одному из важных направлений развитой в последние годы новой области физикохимии дисперсных систем и поверхностных явлений – физико-химической динамике дисперсных систем и преимущественно новому разделу физико-химической динамики – физико-химической динамике нанодисперсных систем и материалов.

ФЛЮКТУАЦИОННАЯ МОДЕЛЬ ВОЗНИКНОВЕНИЯ И МЕХАНИЗМ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ ИНГИБИРУЮЩЕГО СЛОЯ НА МЕТАЛЛАХ. I. ЗАРОЖДЕНИЕ ПОГРАНИЧНОГО СЛОЯ ИНГИБИТОРА

Ю. А. Попов, Н. А. Ковальчуков

ГНЦ РФ, НИФХИ им. Л.Я. Карпова, ГОУ ВПО РУДН

Поступила в редакцию 21.01.2009 г.

Рассмотрен механизм формирования флюктуации раствора электролита на поверхности S анодно-растворяющегося металла. Изложена кинетика гетерогенного образования двухкомпонентного зародыша ингибитора в сильном электрическом поле ДЭС в объеме флюктуации.

ВЛИЯНИЕ ОРИЕНТАЦИИ КРИСТАЛЛИЧЕСКОЙ ГРАНИ СЕРЕБРА И ЕГО ЛЕГИРОВАНИЯ ЗОЛОТОМ НА СВОЙСТВА ТОНКИХ АНОДНЫХ ПЛЕНОК ОКСИДА Ag(I). ЧАСТЬ II. ФОТОПОТЕНЦИАЛ

Д. А. Кудряшов, С. Н. Грушевская, О. Олалекан, Н. В. Кухарева, А. В. Введенский

Воронежский государственный университет Россия, 394006, Воронеж, Университетская пл. 1

Поступила в редакцию 05.09.2008 г.

Показано, что выход по току процесса анодного оксидообразования на поликристаллическом серебре снижается с ростом концентрации раствора KOH, в то время как контролирующей стадией остается твердофазный массоперенос. Фотопотенциал в наноразмерных пленках оксида Ag(I), анодно сформированных на поликристаллическом серебре, не зависит от концентрации OH^–-ионов, следовательно фотоотклик возникает в объеме оксида. Подтвержден n-тип проводимости оксидной пленки на серебре, Ag–Au сплавах, а также низкоиндексных монокристаллических гранях серебра, установленный в опытах по измерению фототока. Переход от поли- к монокристаллическому серебру приводит к заметному снижению амплитуды фотопотенциала вследствие снижения степени его отклонения от стехиометричного состава. Подвижность электронов и парциальная электронная фотопроводимость в анодном оксиде Ag(I) зависят от ориентации кристаллической грани серебра и концентрации золота. При Е = 0.56 В ряды изменения данных характеристик коррелируют с рядами изменения иных структурно-зависимых параметров Ag₂O (коэффициент оптического поглощения , концентрация донорных дефектов N_D, ширина области пространственного заряда W и дебаевская длина экранирования L_D).

ВЛИЯНИЕ АТОМАРНОГО ВОДОРОДА НА АНОДНОЕ РАСТВОРЕНИЕ ЖЕЛЕЗА В СЛАБОКИСЛОМ СУЛЬФАТНОМ ЭЛЕКТРОЛИТЕ

А. И. Маршаков, М. А. Малеева, А. А. Рыбкина, В. В. Ёлкин

Институт физической химии и электрохимии им. А.Н. Фрумкина РАН, Москва 119991, Москва, Ленинский просп., 31

Поступила в редакцию 16.02.2009 г.

С помощью электрода-мембраны показано, что в сульфатном и сульфатно-цитратном электролитах (рН 5.5) атомарный водород тормозит растворение железа в области потенциалов активного растворения металла и ускоряет – при потенциалах его предпассивации. Получены импедансные спектры железа при контролируемой степени заполнения его поверхности атомами водорода. Рассчитаны константы скоростей элементарных стадий анодного процесса и уточнена реакционная схема растворения железа в сульфатных средах.

ИЗУЧЕНИЕ ПРОЦЕССОВ СОРБЦИИ ИОНОВ Cu(II) НА УГЛЕРОДНЫХ СОРБЕНТАХ

Н. Ю. Москаева, В. И. Дударев, Т. Ю. Афонина, Ю. С. Сырых

Иркутский государственный технический университет 664074 , г. Иркутск, ул. Лермонтова, 83

Поступила в редакцию 05.06.2008 г.

Исследованы процессы сорбции ионов Cu(II) из водных растворов углеродными сорбентами, синтезированными на основе карбонизированных полимерных материалов. Получены изотермы адсорбции в статических условиях при разных температурных режимах. Установлено, что максимальная адсорбция протекает в слабокислой среде. При малых концентрациях меди изотерма описывается уравнением Фрейндлиха. Снижение величины адсорбции при повышении температуры свидетельствует об экзотермичности процесса. Изучена кинетика процесса и определены термодинамические параметры сорбции.

О СВОЙСТВАХ НЕПОЛЯРНОЙ ЖИДКОСТИ ВНУТРИ УГЛЕРОДНОЙ НАНОТРУБКИ

С. Ш. Рехвиашвили, Е. В. Киштикова

Кабардино-Балкарский государственный университет 360004, Нальчик, Россия

Поступила в редакцию 14.07.2009 г.

Сформулирован простой критерий капиллярного заполнения нанотрубки неполярной жидкостью, произведена оценка эффективного поверхностного натяжения каркаса нанотрубки (0.05 Н/м) и рассмотрена динамика жидкости внутри нанотрубки. В континуальном приближении найден потенциал взаимодействия атома со стенками нанотрубки. Делается вывод о граничном скольжении жидкости вблизи гидрофобных стенок нанотрубки, что объясняет наблюдаемое экспериментально сверхбыстрое течение. С использованием уравнения Гиббса выведено и решено дифференциальное уравнение для размерной зависимости межфазного поверхностного натяжения жидкости внутри нанотрубки в равновесных условиях. Показано, что с уменьшением радиуса нанотрубки межфазное поверхностное натяжение уменьшается.

ОСОБЕННОСТИ АДСОРБЦИИ ГЛОБУЛЯРНЫХ БЕЛКОВ НАНОПОРИСТЫМИ КРЕМНЕЗЕМАМИ

Н. А. Эльтекова, А. Ю. Эльтеков

Учреждение Российской Академии Наук, Институт физической химии и электрохимии им. А.Н. Фрумкина РАН, 119991, Москва ГСП-1, Ленинский проспект, 31

Поступила в редакцию 06.05.2009 г.

Изучена адсорбция макромолекул глобулярных белков - альбумина сыворотки быка и гамма-глобулина из водных растворов при 293 К нанопористыми кремнеземными адсорбентами. Получены зависимости максимальной величины адсорбции альбумина и гамма-глобулина из водных растворов от размера нанопор кремнеземного адсорбента. На основе этой зависимости определены размеры макромолекулярных белковых структур, формирующихся в процессе адсорбции. Предложен способ оценки толщины адсорбированных слоев макромолекул белков на поверхности кремнезема. Обсуждены особенности поведения макромолекул глобулярных белков в нанопорах кремнеземов.

АДСОРБЦИЯ СТИЛЬБЕНОИДОВ НА КРЕМНЕЗЕМЕ

К. Е. Полунин, П. Н. Колотилов, В. М. Войтова, А. В. Ларин, И. А. Полунина

Учреждение Российской Академии Наук, Институт физической химии и электрохимии им. А.Н. Фрумкина Российской Академии Наук, 119991, Москва ГСП-1, Ленинский проспект, 31

Поступила в редакцию 02.06.2009 г.

Методами ТСХ, ВЭЖХ и статическим методом исследована адсорбция стильбеноидов из органических растворителей на SiO₂ в широком интервале концентраций. Обнаружена зависимость адсорбции гидрокси- и метоксипроизводных транс-стильбена от природы функциональных групп, их количества и положения в структуре молекул, а также от концентрации и протоноакцепторных свойств полярного компонента бинарного органического растворителя. Показано, что экспериментальные изотермы адсорбции стильбеноидов на аэросиле из смеси н-гексана с этилацетатом хорошо аппроксимируются уравнением Фрейндлиха. Проведено сопоставление адсорбции на SiO₂ стильбеноидов и фенолов. Обнаружено, что адсорбционные свойства фенолов и гидроксистильбенов с одинаковым количеством ОН групп практически одинаковы.

ЭЛЕКТРООСАЖДЕНИЕ КОМПОЗИЦИОННЫХ ХРОМОВЫХ ПОКРЫТИЙ ИЗ СУЛЬФАТНО-ОКСАЛАТНЫХ РАСТВОРОВ-СУСПЕНЗИЙ Cr(III) С НАНОЧАСТИЦАМИ Al₂O₃, SiC, Nb₂N и Ta₂N

Н. А. Поляков¹, Ю. М. Полукаров¹, В. Н. Кудрявцев²

¹Институт физической химии и электрохимии им. А.Н. Фрумкина РАН 119991, г. Москва, Ленинский просп., 31.

²Российский химико-технологический университет имени Д.И. Менделеева 125047, Москва, А-47, Миусская пл., 9, Россия

Поступила в редакцию 01.11.2008 г.

Исследовалось влияние концентрации и типа частиц (Аl₂O₃-диэлектрик, SiC-широкозонный полупроводник, Nb₂N и Ta₂N-проводники) на адгезию частиц к поверхности покрытия и состав композиционных электрохимических покрытий (КЭП), осаждаемых из сульфатно-оксалатных растворов-суспензий Cr(III) различных концентраций. Введение в раствор частиц, независимо от их типа, не влияет на характер формирования рентгено-аморфной матрицы хрома и содержание в покрытии водорода. Механизм включения частиц Al₂O₃, SiC и Nb₂N + Ta₂N в слои хрома различен. В первом случае (Al₂O₃, SiC) включение частиц обусловлено кинетическими факторами (в отсутствие тока адгезия частиц отсутствует), во втором случае частицы имеют прочную адгезию в отсутствие тока. Соответственно, распределение частиц SiC и Al₂O₃ неоднородно по толщине покрытия в отличие от Nb₂N и Ta₂N, для которых концентрация частиц вблизи подложки, мало отличается от их концентрации в объеме и поверхностных слоях. Увеличение температуры раствора способствует соосаждению частиц с хромом.

ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА НАНОКРИСТАЛЛИЧЕСКИХ КОМПОЗИТОВ -Fe + Fe₃C В КИСЛЫХ СРЕДАХ

А. В. Сюгаев¹, С. Ф. Ломаева¹, С. М. Решетников²

¹Физико-технический институт УрО РАН 426000 Ижевск, ул. Кирова, 132

²Удмуртский государственный университет 426034 Ижевск, ул. Университетская, 1

Поступила в редакцию 28.01.2009 г.

Исследованы закономерности электрохимического поведения нанокомпозитов -Fe + Fe₃C в диапазоне концентраций цементита (9–92 мас. %) в сернокислом и солянокислом растворах. Установлено, что нанокристаллическое состояние (40 нм) интенсифицирует активное растворение сплавов -Fe + Fe₃C и не оказывает существенного влияния на выделение водорода в кислых средах. При увеличении содержания цементита или образовании им сеткообразной структуры повышается каталитическая активность нанокристаллических композитов -Fe + Fe₃C в реакции выделения водорода. Цементит характеризуется более высоким перенапряжением растворения, как в сернокислом, так и солянокислом растворе.