Исследование процесса металлизации никелем смешанных оксалатов-карбонатов щелочноземельных металлов, синтезированных из водных растворов Текст научной статьи по специальности «Химические науки»

8, Свойств« органических соединений. Справочник / Под 9, Рабинович В.Л.. Ханин З.Я. Краткий химический смра-ред. А. А. Погсхмна. Л.: Химия. 1984, 520 с. тнннк„ Л: Химия. 1978. 392 с.

Кафедра органической и неорганической химии

УДК 621.383:54!.4НЗ

Е.М. Александров. Г.А. Ноггев» В.Н, Варижти, Л.Н. Богомолов

ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССА МЕТАЛЛИЗАЦИИ НИКЕЛЕМ СМЕШАННЫХ ОКСАЛАТОВ-КАРБОНАТОВ ЩЕЛОЧНОЗЕМЕЛЬНЫХ МЕТАЛЛОВ, СИНТЕЗИРОВАННЫХ

ИЗ ВОДНЫХ РАСТВОРОВ

(Ивановский государственный химико-технологический университет)

Мсслеёамна динамит протекании процессов ионообменной модификации порошков смешанных оксалатов-карбаиатм бария и стронция никелем в растворах ацетата никеля, Показано, что в системе Ва,$г(С ¡О* СОц) - Ш2* металлизация протекает шачительно более интенсивно, чем в системе Ва^гС^О^ - и сделано предположение относительно механишт наблюдаемых процестш.

В настоящее время, несмотря на широкое распространение твердотельных электронных приборов, электровакуумные приборы (ЭВП) по-прежнему широко используются в различных устройствах и приборах, что делает актуальной проблему получения ЭВП с улучшенными характеристиками, в частности, с более долговечными катодами. Повышение долговечности катодов ЭВП (обеспечивающих в большой степени долговечность ЭВП в целом) может быть достигнуто различными методами, в т.ч. металлизацией порошков материалов, используемых для покрытия катодов.

Кроме того, широко используемые до настоящего времени карбонаты щелочноземельных металлов (ЩЗМ) обладают рядом неустранимых недостатков, ведущих к тому, что получаемые на их основе оксидные катоды ЭВП еще на стадии формирования оксидного покрытия теряют значительную часть эмиссионно-активного компонента (в основном, Ва) из-за высоких (-900-1000°С) температур термодиссоциации. Таким образом, замена карбонатов ЩЗМ веществами с более низкими температурами разложения является весьма актуальной. В этой связи, предложенная в [1] замена карбонатов ЩЗМ их оксалатами представляется весьма многообещающей. В работах [2,3] было предложено совместить достоинства оксалатов

и карбонатов ЩЗМ, используя для получения оксидных катодов оксалаты-карбонаты ЩЗМ. Как показали исследования (2, 3]. полученные на их основе оксидные катоды имеют значительно более высокие эмиссионные характеристики по сравнению с катодами, изготовленными по традиционной технологии. Принципиальная возможность получения модифицированных никелем индивидуальных оксалатов ЩЗМ показана в [4], однако, система Ва$г(С\04,С0>) - М^* является

практически неисследованной. Поэтому представляло значительный интерес исследование процесса модификации смешанных оксалатов-карбонатов бария и сгронция никелем.

Двойные оксалаты-карбонаты ЩЗМ, состава 50% МеСО; - 50%МеС204, где Ме - щелочноземельный металл (Ва и 5г) синтезировались из 0,2 М растворов по методике, аналогичной приведенной в [3] и модифицировались никелем в растворе уксуснокислого никеля по методике, аналогичной приведенной в [5]. Содержание N1"* в маточном растворе контролировалось на протяжении опыта каждый час колориметрическим методом по методике [6]. В результате были получены данные по изменению концентрации ионов никеля в зависимости от времени проведения эксперимента и построены соответствующие зависимости (см. рис. 1).

О

СО -

>2

15 мг

с ^О.бЗ miun

Ч

-•^Vvi.

W "««»л*! О :

ч

. L Зависимость концентрации ионов нишш в маточном

растворе от аремени проведение модификации (система

В *MC204£0})-Hi2*l

S, The diagram of dependence of concentrator of nickel mm ? the mother waters upon the tinie of reaction process (system

В a, Sr<CN04, COO - fit2*).

Как можно заметить кривые представляют собой убывающие экспоненциальные зависимости, аналогичные приведенным в [5], В зависимости от исходной концентрации ионов никеля по окончании процесса модификации их концентрация в маточнике не превышала 11 -15%.

раствора уксуснокислого никеля мало влияет на конечную концентрацию никеля в системе.

По полученным результатам были рассчитаны величины а* и о»» в системе Ва.Бг^О^СО^,) - Мг* от времени протекания процесса модификации и построены графики зависимости а^ и а^ от

времени протекания реакции. Они приведены на "> т

Сравнение полученных результатов с дан-показывает, что в системе - Мр' глубина протекания про» цесса металлизации несколько превышает аналогичные значения для системы Ва^К^Од - ЬН2* {). Однако, и в данной системе, по-видимому, не успевает установиться динамическое равновесие «твердая фаза - раствор», о чем свидетельствует непрерывно уменьшающиеся значения концентрации К!2" в маточном растворе,

видно из приведенных »рафиков, по

увеличивается и достигает, в зависимости от исходных концентраций

этом интересно, что при высоких начальных концентрациях ук-

с KU 15 с —0,42 Mrfi

а

ж

Рис F ш 2

ЦИЙ» ч

Зависимость иж от времени протекший процесса, ram ofdependence щ upon the time of the p

iп проттшпмя реакции, ч Рис, 3, Зависимость а^от времени протекания процесса. Fig. 3. The diagram of dependence upon the time of the process.

одмсимости, а ори низких такой тенденции не наблюдается, а имеется непрерывный рост может' свидетельствовать о разных

концентрациях маточного раствора. По всей ви первоначально модификация на дефектах после полного «из

Рис, 3 демонстрирует* что степень Лазы в зависимости от

концентрации 5%, что

тенденция к выходу на горизонтальный участок

выше, чем в f4] и на 0*5

и

тает значения для системы Ва^гС-Д* - ¡МГ\ подтверждает сделанное выше предположе-о том, что металлизация преимущественно на дефектах строения кристаллической ре~ шикающих из-за деформации ее при твердых растворов» как по катиону, так и по аниону.

ЛИТЕРАТУРА

!. Пику с Г.Я. // Тез. докл. XXI Вссс. конф. по эмиссионной

и ( г ^

2. Ноггсв Г.А. Формирование и скомсгна окенднык т.чит тс ров на основе оксалатов-карбонагон телочнотеме.; ных металлов: Лисе. ... кайл. техн. наук. Иианоио. 2<ХК).

3 Александре» Е.М. и др. / Патент РФ «Способ получения эмиссионного материала оксидных католон»/ Skmui. изобр. Хч 14 от 2(3.05.2000.

4. Александров Е.М., Богомолов А.II., Монгев Г,А, / И:ш. вуюн. Химия и хим. технология, 2005. Т, 48. Вып. 5. С.

5.

6.

Александров K.M., bapaw« H.H., Ноггсв I .A. / Ит

ку тов. Химия и хим. технология. 2006. Т. 49. Вын. 8. Гиллсбранл В.Ф. и др. Практическое руководство по неорганическому анализу. М/ Химия. I966. Александров Е.М., fiapux tu В.ННапев Г.А. / Ит аутом. Химия и хим. технология 2006. Т. 49. Вын 8.

Ка(}>елра химической технологии тугоплавких неметаллических и силикатных материалов

УДК 541.138:661.86

Е.В. Чешдовиц С. С, Попова ОСОБЕННОСТИ КИНЕТИКИ ЭЛЕКТРОВЫДЕЛЕНИЯ КАДМИЯ НА МЕДНОМ ЭЛЕКТРОДЕ

(Саратовский государственный технический университет, Энгельсскин технологический институт)

E-mail: [email protected]

Методами хроноамперометрии и хроиопотенциометрии изучено осаждение кадмия из сульфатных растворов на медном дисковом катоде. Установлено, что механизм зародышеобразования зависит от скорости перемешивания раствора. По мере накопления кадмия в электроде прослеживается последовательное превращение одного интерметаллида в другой, более богатый кадмием.

Кадмиевые покрытия известны своей пластичностью, паяемостью, высокими защитными свойствами [1-3]. Однако кадмий и его соединения относятся к группе экологически наиболее вредных веществ. Замена кадмия на его сплавы позволяет снизить уровень экологического риска.

Целью настоящей работы было исследование кинетики процесса образования сплава Сё-Си на вращающемся электроде по методу катодного внедрения кадмия из сульфатного и хлораммо-нийного раствора и выявить взаимное влияние диффузионных процессов в твердой фазе и в приповерхностном слое раствора электролита. Электрохимические исследования проведены на потен циостате П-5848 в комплекте с самопишущим прибором ЛДП-4. Концентрация сульфата кадмия

варьировалась в диапазоне 0,1-0,8 моль/л, концентрация хлорида аммония 0,8-1,6 моль/л. Скорость вращения диска от 11 до 36 об/с обеспечивала выполнение условия ламинарности течения раствора. Значения потенциалов приведены относительно стандартного хлорсеребряного электрода сравнения (0,223 В при 20°С).

На начальном этапе процесса электровыделения кадмия из сульфатных растворов при потенциале Ек =......0,7В зафиксирован спад тока, характерный для нестационарной диффузии, когда зависимость между током и временем поляриза-

ции спрямляется в координатах I -1/VI . Катодные

!,(-кривые в стационарной области имеют ступенеобразный ход, что может быть связано с периодическим изменением состава и микрорельефа