научный журнал по химии Электрохимия ISSN: 0424-8570

АКБАР К., БАДШАХ А., ХУСЕЙН Р.А. — 2015 г.

Описаны синтез, химическая характеризация, связывание ДНК и антиоксидантная активность (захват 1,1-дифенил-2-пикрилгидразила) двух соединений селеномочевины с инкорпорированным ферроценом: 1-бензоил-3-(4-ферроценилфенил)селеномочевины и 1-ацетил-3-(4-ферроценилфенил)селеномочевины. Эти соединения охарактеризованы методами 1H и 13C ядерного магнитного резонанса, ИК-спектроскопии с преобразованием Фурье, элементного анализа (определение основного элементного состава органического вещества: углерод, водород, азот, сера) и атомно-абсорбционной спектроскопии. Связывание ДНК изучено методами циклической вольтамперометрии, спектроскопии поглощения в УФ- и видимой областях спектра, вискозиметрии и молекулярного допинга. Антиоксидантную активность характеризовали по интенсивности захвата 1,1-дифенил-2-пикрилгидразила. Константу связывания ДНК вычисляли по уменьшению тока пика продукта присоединения “селеномочевина–ДНК” на циклических вольтамперограммах по сравнению со свободной селеномочевиной. Константа связывания ДНК у 1-ацетил-3-(4-ферроценилфенил)селеномочевины (4.510 ? 104 M-1) меньше, чем у 1-бензоил-3-(4-ферроценилфенил)селеномочевины (7.691 ? 104 M-1). Коэффициент диффузии свободной 1-ацетил-3-(4-ферроценилфенил)селеномочевины равен 1.14 ? ? 10-5 см2 с-1, что больше, чем коэффициент диффузии продукта присоединения “селеномочевина–ДНК” (2.1 ? 10-6 см2 с-1); то же наблюдается и в случае 1-бензоил-3-(4-ферроценилфенил)селеномочевины (5.41 ? 10-5 см2 с-1) и продукта присоединения к ней ДНК (4.57 ? 10-5 см2 с-1). Значение IC50 (концентрации, обеспечивающей 50% от максимального ингибирования) при захвате 1,1-дифенил-2-пикрилгидразила у 1-ацетил-3-(4-ферроценилфенил)селеномочевины (50 мкМ) оказалось меньше, чем у 1-бензоил-3-(4-ферроценилфенил)селеномочевины (130 мкМ).

БУРМАКИН Е.И., ШЕХТМАН Г.Ш. — 2015 г.

Синтезированы твердые электролиты с рубидий-катионной проводимостью в системах Rb1xAl1 xExO2 (E = Si, Ti, Ge), исследованы их фазовый состав, температурные и концентрационные зависимости электропроводности. Высокая рубидий-катионная проводимость (3 ? 10-3 См см-1 при 300°C, 1.4 ? 10-2 См см-1 при 700°C) обусловлена образованием при замещениях Rb+ + Al3+ E4+ + VRb рубидиевых вакансий и стабилизацией разупорядоченной структуры типа -KAlO2.

ТУРЬЯН Я.И. — 2015 г.

На основании условия электронейтральности растворов существенно развита теория потенциометрического определения кислотного числа (KЧ) с применением однокомпонентного ионного или незаряженного реагента без титрования. Получены обобщающие зависимости рH (потенциал индикаторного стеклянного электрода) KЧ, учитывающие общую полноту прохождения всех аналитических реакций и влияние гидролиза реагента, и позволяющие выделить важный для анализа линейный участок рHlg KЧ c наклоном, равным 1. Проиллюстрировано приложение обобщенной теории потенциометрического определения KЧ в продуктах виноградарства и виноделия.

ИСКАКОВА А.А., МАТЕЙШИНА Ю.Г., УВАРОВ Н.Ф., УЛИХИН А.С. — 2015 г.

Представлены данные по исследованию фазового состава, термических и транспортных свойств нитрита цезия. Детально изучены транспортные свойства соли, в том числе образца, допированного катионами бария. Оценены значения энтальпии образования и миграции дефектов. С помощью метода Хебба–Вагнера оценен вклад электронно-дырочной проводимости. Показано, что проводимость носит ионный характер, а носителями тока являются ионы цезия, мигрирующие по катионным вакансиям.

БАЙ Л., ВАН Д., ГЕ К., КИН Л., ЛВ Ч., ЛИ Ф., ПИН Г., ТИАН Г., ФАН М., ЧЕН Д., ШУ К. — 2015 г.

Композиты LiMn2O4–графен с различным весовым соотношением получены простым размолом частиц коммерческого LiMn2O4 и нанолистов графена в шаровой мельнице. Экспериментально показано, что частицы шпинели LiMn2O4 равномерно распределены на гибких графеновых нанолистах в нанокомпозите LiMn2O4–графен и что нанокомпозиты с бoльшим содержанием графена более однородны по своему составу. По сравнению с частицами исходной шпинели LiMn2O4 начальные разрядные емкости свежеприготовленных нанокомпозитов LiMn2O4–графен ниже из-за пониженного содержания в них активного материала (наночастиц LiMn2O4). Однако их электрохимическая циклируемость значительно улучшилась, что указывает на преимущества “привязки” частиц LiMn2O4 к графеновым слоям. Это улучшение циклируемости можно объяснить тем, что графеновые нанослои в нанокомпозите LiMn2O4–графен могут создавать проводящий 3D-каркас, который не только ослабляет агломерирование частиц LiMn2O4 и смягчает изменения их объема, но также способствует повышению ионной проводимости и переносу заряда в процессах литирования–делитирования.

МАКСИМОВ Ю.М., ПОДЛОВЧЕНКО Б.И., УТКИН А.Г. — 2015 г.

Получен электролитический осадок (э.о.) Pd0.5Ag0.5 из смешанного водного раствора PdSO4 + Ag2SO4 (фон – 0.5 M H2SO4) в условиях диффузионного режима осаждения Pd2+ и Ag+. Методами СЭМ, МЗА, РФЭС, ЦВА и АЭС-ИСП показано, что при циклировании потенциала PdAgисх/СУ-электрода в интервале E 0.09–1.4 В (отн. о.в.э.) происходит преимущественное растворение Ag-компонента. При большом числе циклов формируется структура ядро (PdAg)–оболочка (Pd). Оболочка характеризуется достаточно высокой проницаемостью для выхода атомов серебра из ядра на поверхность. Проанализирована возможность оценки площади электрохимически активной поверхности PdAg-сплава по адсорбции меди. Установлено, что э. о. PdAg по удельной активности в реакции электроокисления НСООН мало отличаются от э.о. Pd.

ГРАФОВ Б.М. — 2015 г.

Выполнен стохастический анализ свойств равновесного шума в электрохимической цепи переменного тока, соответствующей электрохимической системе с диффузионным контролем за фарадеевским процессом. Показано, что адекватный учет шума импеданса Варбурга ведет к двух-фрактальному стохастическому уравнению Ланжевена, в которое входят фрактальные временные производные 1/2- и 1/4-го порядка. При этом фрактальная производная 1/4-го порядка характеризует цветность шумового источника. Проведена количественная оценка влияния шума импеданса Варбурга на релаксационный (переходный) режим установления равновесных флуктуаций электродного потенциала. Доказано, что в условиях диффузионного контроля за фарадеевским процессом электрохимическая стохастическая диффузия носит характер фрактальной ускоренной аномальной диффузии, асимптотически переходящей (при больших временах наблюдения) в режим нормальной стохастической диффузии.

АВАКОВ В.Б., БОГДАНОВСКАЯ В.А., ВАСИЛЕНКО В.А., ИВАНИЦКИЙ Б.А., КАПУСТИН А.В., КОЛЬЦОВА Э.М., КУЗОВ А.В., ЛАНДГРАФ И.К., СТАНКЕВИЧ М.М., ТАРАСЕВИЧ М.Р. — 2015 г.

Представлены результаты исследования катода на основе моноплатинового катализатора HiSPEC 13 100 в составе водородо-воздушного (кислородного) топливного элемента с протонпроводящей полимерной мембраной. Изучено влияние содержания платины на характеристики катода. Катоды мембранно-электродных блоков с различными нагрузками платины были подвергнуты ускоренному стресс-тестированию с целью установить особенности деградации катодов и изменения электрохимических параметров в зависимости от количества платины в активном слое катода. Показано, что катоды с меньшей нагрузкой по платине имеют более высокие характеристики: массовую активность и коэффициент использования платины. Однако они в существенно большей степени подвержены деградации и возрастанию транспортных потерь при предельных значениях токов, чем катоды с большим количеством платины. Предложен механизм деградационных явлений, обусловленный коалесценцией наночастиц платины.

КОМПАН М.Е. — 2015 г.

В статье анализируются эксперименты, в которых наблюдались электрические эффекты (разности потенциалов), возникающие при действии на суперионные проводники сил различной природы: гравитации (инерции), давления, а также полей температуры. Выбранный аспект рассмотрения соответствует подходу к твердым электролитам как к функциональным материалам, ориентированным на создание датчиков физических полей.

МАЛЕЕВА Е.А., ТАРАСЕВИЧ М.Р., ТРИПАЧЕВ О.В. — 2015 г.

Реакцию электровосстановления кислорода на различных каталитически активных материалах (на компактных и дисперсных платине, золоте и углероде) исследовали в неводном растворителе – пропиленкарбонате. Известно, что в водной среде при средних и низких значениях рН активность платины за счет высоких адсорбционных свойств значительно превышает активность золота и углерода. В настоящей работе установлено, что в среде неводного растворителя Pt в области больших токов показывает существенно более низкую активность, уступая Au и С. Этот эффект связан с совокупным влиянием пассивации поверхности продуктами реакции взаимодействия растворителя с продуктами восстановления кислорода и блокировкой поверхности пленкой кислородных соединений щелочного металла.

АЧАРИ Г., ВИСВАНАТХА Р., КУМАРАСВАМИ М.Н., НАЯКА Я.А. — 2015 г.

Описан новый электрод – пастовый электрод из расслоенного графита, модифицированный 2-бензоилнафто[2,1-b]фурангидразоном – для определения свинца методом дифференциальной импульсной анодной вольтамперометрии с накоплением. При оптимальных условиях ионы Pb2+ могут быть определены в области концентраций от 2.75 ? 10-7 до 1.5 ? 10-6 М; уравнение линейной регрессии таково: у = 19.41 ? 10-6x + 0.4249 ? 10-9, R = 0.99. Исследованы возможные помехи определению со стороны других ионов. Предложенный метод был опробован на примере определения следовых количеств ионов Pb2+ в реальных образцах и дал удовлетворительные результаты.

ЛАПИН И.Н., СВЕТЛИЧНЫЙ В.А., ШАБАЛИНА А.В. — 2015 г.

В данной работе предлагается модифицировать поверхность стеклоуглеродного электрода медными наночастицами, полученными методом лазерной абляции. Модифицированный электрод позволяет получить раздельные пики окисления аскорбиновой кислоты и дофамина при их совместном присутствии, что предполагается использовать при определении данных соединений методом вольтамперометрии.

ЛИ В., Ю ЖУН ЯН — 2015 г.

Разработан стеклоуглеродный электрод, модифицированный композитом “оксид графена, функционализированный бромистым гексадецилтриметиламмонием,–многостенные углеродные нанотрубки”(СТАВ-УО/МСУНТ/СУ), в качестве новой системы для одновременного определения двух красителей для пищевых продуктов: “желтый закат” и тартразин. Методом циклической вольтамперометрии показано, что “желтый закат” и тартразин претерпевают, соответственно, обратимые и квазиобратимые окислительно-восстановительные превращения на разработанном электроде с существенно пониженными потенциалами пиков тока, что говорит об исключительно сильном электрокаталитическом эффекте композита (СТАВ-УО/МСУНТ/СУ). Дальнейшее исследование выявило, что электродные реакции как “желтого заката”, так и тартразина на стеклоуглеродном электроде, модифицированном композитом, контролируются адсорбцией. В то же время потенциалы пиков токов окисления “желтого заката” и тартразина на нашем электроде существенно разнесены, что делает возможным определять их по-отдельности при совместном присутствии. Были оптимизированы операционные параметры, такие как время накопления, рН раствора, скорость развертки потенциала, которые влияют на характеристики аналитического определения. На стеклоуглеродном электроде, модифицированном композитом (СТАВ-УО/МСУНТ/СУ), линейность электродной функции для “желтого заката” и тартразина наблюдается в областях концентраций, соответственно, от 1 ? 10-7 до 2 ? 10-5 M и от 3 ? 10-8 до 6 ? 10-7 M, с наименьшей определяемой концентрацией, соответственно, 1 ? 10-8 и 5 ? 10-9 M. Предложенный метод успешно применен для одновременного определения красителя “желтый закат” и тартразина в реальных образцах пищевых продуктов.

ВОЛКОВ А.Н., ГОРБОВА Е.В., ДЕМИН А.К., КАЛЯКИН А.С., ФАДЕЕВ Г.И. — 2015 г.

Представлены результаты исследований оксидных электродов для твердоэлектролитных потенциометрических сенсоров для анализа газовых смесей воздух + горючий газ (горючий газ = СО или Н2) и азот + горючий газ. Рассмотрены характеристики электрохимических ячеек на основе твердых электролитов Zr0.82Y0.18O1.9 и Ce0.8(Sm0.8Ca0.2)0.2O2- . Изучены зависимости отклика потенциала измерительных электродов из простых оксидов SnO2 и ZnO и сложных оксидов со структурой перовскита – La0.8Sr0.2CrO3 и La0.6Sr0.4MnO3 от концентрации монооксида углерода или водорода в воздухе. Установлено, что наиболее перспективно использование сенсоров с измерительным электродом состава SnO2 с циркониевым электролитом для измерения водорода в смеси воздух + водород, а сенсоров с измерительным электродом ZnO – для анализа СО в смеси воздух + монооксид углерода. Измерительные электроды из SnO2, La0.8Sr0.2CrO3, ZnO, La0.6Sr0.4MnO3 на цериевом и циркониевом электролитах показывают удовлетворительную чувствительность к водороду в газовой смеси водород + азот в пределах концентраций водорода до 100 ppm в интервале 500–550°C.

ВИСУРХАНОВА Я.А., ИВАНОВА Н.М., КИРИЛЮС И.В., СОБОЛЕВА Е.А. — 2015 г.

Медьсодержащие композиты полианилина синтезированы химическим путем введением хлорида меди(II) (без и с восстановлением катионов меди боргидридом натрия и гидразингидратом) в процесс окислительной полимеризации анилина (окислитель – пероксидисульфат аммония). Полученные полианилин-медные композиты исследованы методами ИК-спектроскопии, атомно-силовой микроскопии и рентгенофазового анализа. Показано, что увеличение скорости гидрирования n-нитроанилина и его конверсии (по сравнению с электрохимическим процессом на Cu-катоде) происходит сильнее при активации катода композитами полианилина с солью меди, катионы которой восстанавливаются в электрохимической системе с образованием металлических фаз.

ВАН С., ЖУ Ч., ЛУ Ю., ХУ К., ХУАН Л., ЧЕН Т. — 2015 г.

Новый электрод из -PbO2 на Ti-подложке получен методом электроосаждения. Он охарактеризован методами сканирующей электронной микроскопии, рентгеновской дифракции и анодных поляризационных кривых. Исследована эффективность электрокаталитического разрушения бисфенола А (BPA) на этом электроде как функция типа и концентрации индифферентного электролита, продолжительности электролиза, начальной концентрации BPA, начального значения рН и плотности тока. Полученные результаты показали, что эффективность удаления о-нитрофенола (CODCr) может достигать 90.6% после 1.5-часового электролиза при начальной концентрации BPA 20 мг л-1, приложенном напряжении 20 В, расстоянии между электродами 7 см, начальном значении рН 5 и концентрации NaCl 0.020 М. Электрокаталитическое разрушение BPA стимулируется радикалом гидроксила и другими окислителями. Продукты разрушения BPA состоят главным образом из небольших молекул с неразветвленной цепочкой, CO2 и H2O.

ГАМБУРГ Ю.Д., ДРОВОСЕКОВ А.Б., ПУРЯЕВА Т.П. — 2015 г.

Исследовано электроосаждение и структура покрытий сплавом Re–Pd. Установлено, что содержание палладия в сплаве практически пропорционально его концентрации в электролите (при постоянной концентрации ренийсодержащих ионов) и в изученных условиях достигает 29.3 ат. %. При содержании Pd менее 7.6 ат. % на рентгенограммах выявляются только линии от неискаженной нанокристаллической фазы рения, а линии от палладия наблюдаются только при его содержании 12 ат. % и более. При содержании 16.9 ат. % и более Pd-осадок содержит как нанокристаллический, так и крупнокристаллический рений, наряду с палладием и, возможно, незначительное количество интерметаллической фазы состава Pd0.88Re0.12. Предполагается, что изменения структуры при возрастании содержания палладия связаны с перераспределением поглощенного осадком водорода между фазами.

ДАНИЛОВ Ф.И., СКНАР И.В., СКНАР Ю.Е., ТКАЧ И.Г. — 2015 г.

Экспериментально установлено, что при электроосаждении покрытий из метансульфонатных электролитов, содержащих ионы никеля(II) и церия(III), формируются осадки с никелевой матрицей и включениями оксидных соединений церия. Увеличение концентрации ионов церия(III) в электролите, наряду с повышением плотности тока осаждения покрытия и температуры электролиза, приводит к возрастанию содержания церия в осадках. Экспериментальные данные хорошо согласуются со схемой образования никель-цериевых покрытий, основанной на том, что оксидные соединения церия образуются непосредственно на поверхности катода во время электролиза вследствие повышения рН приэлектродного пространства из-за протекания сопутствующей реакции выделения водорода. Влияние наноразмерных церийсодержащих оксидных частиц на микротвердость композитов объяснено с позиции теорий дисперсионного упрочнения и упрочнения за счет измельчения зерна.

ГОЛЯНИН К.Е., КУЗНЕЦОВ В.В., ЛАДЫГИНА Ю.Ш., ЛЯХОВ Б.Ф., ПОХОЛОК К.В., ПШЕНИЧКИНА Т.В. — 2015 г.

Изучены структура и свойства сплавов Fe–Mo. Показано, что образующиеся при электролизе сплавы железо–молибден являются сильно наводороженными, причем содержание водорода в них возрастает при увеличении атомной доли молибдена в катодном осадке. Исследована кинетика реакции выделения водорода в щелочных растворах на полученных материалах.

ВИНОКУРОВ Е.Г., КУДРЯВЦЕВ В.Н., КУЗНЕЦОВ В.В., ПАВЛОВ Л.Н., ФИЛАТОВА Е.А. — 2015 г.

Покрытия, содержащие до 0.6 ат. % W, были получены из водно-диметилформамидных растворов хлорида хрома(III) и вольфрамата натрия. При потенциалах электрода отрицательнее – 0.92 В (с. в. э.) восстановление соединений Cr(III) и W(VI) протекает до нулевой степени окисления. Полученные осадки содержат значительное количество углерода (карбидов).