научная статья по теме 10-Е ВЕСЕННЕЕ СОВЕЩАНИЕ МЕЖДУНАРОДНОГО ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКОГО ОБЩЕСТВА (ПЕРТ, АВСТРАЛИЯ, 15–18 АПРЕЛЯ 2012 Г.) Химия

Текст научной статьи на тему «10-Е ВЕСЕННЕЕ СОВЕЩАНИЕ МЕЖДУНАРОДНОГО ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКОГО ОБЩЕСТВА (ПЕРТ, АВСТРАЛИЯ, 15–18 АПРЕЛЯ 2012 Г.)»

ЭЛЕКТРОХИМИЯ, 2012, том 48, № 12, с. 1325-1327

ХРОНИКА

10-е ВЕСЕННЕЕ СОВЕЩАНИЕ МЕЖДУНАРОДНОГО ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКОГО ОБЩЕСТВА (ПЕРТ, АВСТРАЛИЯ, 15-18 АПРЕЛЯ 2012 г.)

Весенние совещания Международного электрохимического общества, в отличие от годичных, обычно посвящены двум—трем относитель-1

но узким темам . На 10-м Весеннем совещании в г. Перте (председатель — проф. M. Menakshi, Мёр-

2

дохский Университет, Австралия) такими темами были: электроаналитическая химия и преобразование и аккумулирование химической энергии. В обоих случаях повышенное внимание уделялось наноструктурированным системам. По заявке организаторов, совещание должно было представить "междисциплинарную площадку для обсуждения достижений в электрохимическом преобразовании и аккумулировании энергии и в аналитической электрохимии. Темы совещания включают новые электродные материалы для аккумуляторов, суперконденсаторов, сенсоров и топливных элементов. Упор должен быть сделан на определении характеристик электродных материалов и реакций, электроаналитических методов, электрохимических сенсоров, дизайна материалов и технологических применений".

Совещание собрало около 400 участников. Его программу составили 6 "ключевых" лекций, около 120 устных сообщений и около 100 стендовых докладов.

Электроаналитическая химия. В качестве индикаторных электродов широкое применение находят различные наноструктурированные системы. Например, M. Musameh (Австралия) предложил новый метод модифицирования электродов с помощью "паутины" из углеродных нанотрубок. Такую "паутину" толщиной ~20 мкм получают, отрывая ее от заранее приготовленного "частокола" из углеродных нанотрубок; далее ее распределяют по твердой поверхности слоем толщиной ~50 нм. Данный электрод применяли для определения пестицидов—органофосфатов (наименьшая определяемая концентрация — 10 пМ).

S.I. Cordoba de Torresi (Бразилия) использовала микро-наноструктурированную подложку, состоящую из углеволокна и углеродных нанотру-бок, для иммобилизации фермента глюкозоокси-

1 Начиная с 2013 года, место весенних (spring) займут тематические (topical) совещания.

2 В 2012 году МЭО проводит два весенних совещания — в Перте, Австралия и Вашингтоне, США.

дазы на электроде из проводящего полимера в сенсоре для определения глюкозы. Sh.-M. Chen (Тайвань) также применил электроды с ферментами, иммобилизованными на многостенных углеродных нанотрубках. Иммобилизация холесте-риноксидазы позволила ему создать сенсор для определения холестерина. Забегая вперед, следует упомянуть его же работу по созданию гибридной модифицирующей пленки поли(нейтраль-ный красный)флавинадениндинуклеотид для электрода биотопливного элемента. S. Cosnier (Франция) предложил систему углеродные нано-трубки—полипиррол в качестве основы для закрепления биомолекул и фоточувствительных пиридиновых комплексов Ru(II). Электроды, модифицированные углеродными нанотрубками, а еще лучше, наночастицами сажи радиусом 7 нм, эффективны в определении никотина (L. Aldous, Австралия). Вольтамперометрическое окисление мочевой кислоты и гидрохинона в аналитических целях на Au-, Pt- и стеклоуглеродном электродах, модифицированных графеном, изучал J. Zhang (Австралия). Ю.В. Плесков (Россия) исследовал окисление бензола на электродах из микро- и на-нокристаллического алмаза.

P.A. Ash (Великобритания) применил спектроскопию нарушенного полного внутреннего отражения в трехмерной (3D-) пленке частиц на поверхности электрода для исследования адсорбции из раствора (при электрохимическом контроле последней). В докладе A. O'Riordan (Ирландия) описано электронное устройство для определения глюкозы (в интервале концентраций 10 мкМ—1 мМ) на основе электрода с Au-на-нопроволоками, непосредственно связанного с электронным чипом. К таким электродам применима теория замедленного разряда (с учетом диффузии к нанопроволоке).

Система платиновых наноэлектродов, описанная S. Daniele (Италия), представляет собой Al2O3-пленку с порами нанометрового размера, нанесенную на поверхность Pt, которая "проглядывает" сквозь эти поры. Циклические вольтам-перограммы, снятые на таком электроде, не имеют пика тока; вместо него имеется "плато" предельного тока. A. Kuhn (Франция) предложил способ получения электродов для электроанализа с хорошо контролируемой наноструктурирован-

1326

ПЛЕСКОВ

ной поверхностью, заключающийся в электроосаждении металла сквозь предварительно нанесенную пленку Ленгмюра—Блоджетт.

Помимо наноструктурированных, в ряде докладов рассматривались микроэлектроды для электроанализа. Такой электрод для определения допамина ин виво (непосредственно в организме человека) разработал D.K.Y. Wang (Австралия). Главное препятствие для проведения подобных измерений — загрязнение поверхности электрода из углеродного материала адсорбированными гидрофильными высокомолекулярными белками — удалось устранить путем наводороживания поверхности электрода: она становится алмазоподоб-ной, гидрофобной, что предотвращает адсорбцию белков. E.L. Silva (Португалия) использовал электроды из легированного бором алмаза для определения Zn2+ и растворенного О2 при изучении коррозии гальванической пары Fe—Zn.

В работе O'Sullivan (Австралия) изучался ионный перенос в белковой системе (гемоглобин, миоглобин, цитохром с) на границе раздела двух несмешивающихся жидкостей (водного и органического растворов электролита). Для улучшения массопереноса и снижения омических потерь жидкая межфазная граница создавалась в микромасштабе — в системе микропор в мембране. Добавление в органическую фазу поверхностно-активного вещества AOT (бис-2-этилгексил-суль-фосукцинат натрия) повышает чувствительность определения белка в 5—6 раз. Можно отметить также работы S. Dale (Великобритания) по пульс-вольтамперометрии на электроде из золотых микросфер, разделенных узким просветом, и S. Zhuyk-ov (Австралия), сконструировавшего сенсор для определения растворенного кислорода на основе электрода из спеченных оксидов ZnO—RuO2.

Направление "преобразование и аккумулирование энергии" включало три раздела: аккумуляторы (по преимуществу литий-ионные), топливные элементы и суперконденсаторы.

Литий-ионные аккумуляторы. Лекция G. Na-gasubramanian (США) была посвящена снижению опасности возникновения несчастных случаев с литий-ионными аккумуляторами. Хотя взрыв аккумулятора в ноутбуке с последующим возгоранием электролита (автор приводит фото такого происшествия, случившегося на одной конференции в Японии) — это редчайший случай (его вероятность оценивается в 1 : 107), все же проблема потенциально существует. Были разработаны негорючие растворители для литий-ионных аккумуляторов: 2-трифторметил-3-метоксиперфтор-метан и 2-трифтор-2-фтор-3-дифторпропокси-дифтор-4-фтор-5-трифторпентан, обладающие широкой рабочей областью (до 5.3 В относительно Li-электрода) и высокой ионной проводимостью.

Другое направление работ по электролитам для литий-ионных аккумуляторов — это применение ионных жидкостей. A.S. Best (Австралия) предложил заменить традиционные апротонные растворители на ионные жидкости, облегчающие протекание процессов растворения и выделения Li. Так, ионная жидкость на основе аниона тетра-цианобората предложена в работе R.M. Tûrresi (Бразилия). Ch. Zhao (Сингапур) рассмотрел проблемы, связанные со следами воды в ионных жидкостях, применяемых в литий-ионных аккумуляторах.

Большая часть докладов была посвящена методам получения и исследования материалов для электродов литий-ионных аккумуляторов. Назовем некоторые из них: Li2FeP2O7 (A. Yamada, Япония); MnO2 (S.W Donne, США); Li2(Mnx _xFex)SiO4 (K.Y. Chung, Корея); LiCoO2 (S. Ghaseni, Сингапур); Li4Ti5O12 (S. Chou, Австралия); SnO2 (Zh. Cui и J.-K. Kim (оба — КНР). Рекордную емкость ~2500 мА ч/г получил H. Nishima (Япония) для электрода, состоящего из Si-частиц диаметром ~80 нм, покрытых 10 нм-слоем углерода, — но только до 20-го цикла; что происходит с этим материалом при дальнейшем циклировании, не сообщается.

Топливные элементы. В работе P. Kulesha (Польша) обсуждались электродные свойства новых композитных наноматериалов, включающих углеродные нанотрубки (или наночастицы металлов), функционализированные анионными по-лиметаллатами, и ультратонкие пленки проводящих полимеров (например, полианилина); эти композиты наносятся слоями большей или меньшей толщины на твердые подложки. Многие из представленных в этой части совещания докладов были посвящены получению и исследованию свойств электрокатализаторов (по большей части, металлических) реакций, протекающих в топливных элементах. Так, реакции выделения и окисления водорода на электродах из Au(111), Cu и высокоорганизованного графита, модифицированных наночастицами Pt, исследовал U. Stim-ming (Германия). Платиновые катализаторы рассматривали также C. Galeano, Германия (срок службы Pt-катализатора, нанесенного на полые графитовые сферы, гораздо дольше, чем на саже Vulcan), S. Cavaliere, Франция (нанесение Pt на одномерные (1-D-) нановолокна для создания электродов для топливных элементов с протон-проводящими мембранами), S.G. Neophitides, Греция (осаждение Pt-частиц на углеродные на-нотрубки повышает эффективность использования этого катализатора), M. Umeda, Япония (окисление метанола на Pt-C- и Pt-Pd-C-элек-трокатализаторах). A.P. O'Mullane (Австралия) описал электроосаждение биметаллических катализаторов (Cu-Pd, Ag-Pt, Au-Pt, Au-Pd), форма

10-е ВЕСЕННЕЕ СОВЕЩАНИЕ

1327

частиц которых задается условиями осаждения. Из неплатиновых катализаторов были представлены углеродные материалы с примесью N для восстановления O2 (S.I. Woo, Корея). В работе W. Schuhmann (Германия) описан биотопливный элемент с катодом из графита, модифицированного углеродными нанотрубками, и анодом из уг-леволокна, модифицированного Os-комплексом и ферментами, ускоряющими реакции окисления сахаров.

Следует отметить также работы R. Amadelli (Италия) по электроокислению спиртов на электроде из "черного Ni" (смесь оксидов и гидрокси-дов Ni, получаемая электроосаждением) и A. Ringuede (Франция) по исследованию электродов высокотемпературных топливных элементов — тонки

Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.

Показать целиком

Пoхожие научные работыпо теме «Химия»