Издаётся с 1992 года
ISSN 0869-5326

ГАЛЬВАНОТЕХНИКА И ОБРАБОТКА ПОВЕРХНОСТИ

Официальный сайт журнала

www.galvanotehnika.info

   О журнале   Подписка   Содержание   Практические Материалы   Рекламодателям   

 
Гальванотехника и обработка поверхности №4 за 2019


Содержание журналов:

 

Выпуск № 4 за 2019 год


     Российское общество гальванотехников и специалистов в области обработки поверхности

Содержание журнала №4 за 2019 год

Информация о статье:

Раздел/SectionОбработка поверхностиSurface treatment
Заглавие/Title

Модификация поверхности электродов полипорфириновыми пленками для электрокаталитического восстановления кислорода

Modification of the surface of electrodes by polyporphyrin films for electrocatalytic reduction of oxygen

Авторы/AuthorsМ.В. Тесакова, В.И. ПарфенюкM.V. Tesakova, V.I. Parfenyuk
Страницы/Pages19-27
Ключевые слова
Keywords
модификация поверхности, полипорфириновые покрытия, замещенные тетрафенилпорфины, электрополимеризация, морфология, электрокаталитическое восстановление кислорода, электрохимический кварцевый микробаланс, surface modification, polyporphyrin coatings, substituted tetraphenylporphyrins, electropolymerization, morphology, electrocatalytic reduction of oxygen, electrochemical quartz microbalance
Аннотация
Description
Электрохимическим методом проведена модификация поверхности электродов полипорфириновыми пленками на основе замещенных тетрафенилпорфинов: 5,10,15,20-тетракис(р-аминофенил) порфина и 5,10,15,20-тетракис(р-гидроксифенил)порфина. Электрополимеризация проводилась в потенциодинамическом режиме в области положительных потенциалов от 0 до +2 В с использованием метода циклической вольтамперометрии. Процесс электроосаждения полипорфиринов исследовали методом электрохимического кварцевого микробаланса. Для пленок поли-5,10,15,20-тетракис(р-аминофенил)порфина наибольший прирост массы наблюдается в течение первого цикла (10,64 мкг), при дальнейшем циклическом изменении потенциала рост прекращается и происходит незначительное уменьшение массы электрода (рис. 2). При продолжительном циклическом изменении потенциала роста пленки поли-5,10,15,20-тетракис(р-гидроксифенил)порфина не наблюдалось. Об этом свидетельствуют данные электрохимического кварцевого микробаланса: наибольший прирост массы происходит в продолжение 1-го цикла потенциала (3.1 мкг) (рис. 3 б, в). В процессе осаждения полипорфириновых пленок наблюдаются существенные отличия, что связано с различием в структуре порфиринов-мономеров. Для исследуемых порфиринов различия имеются не только в процессе осаждения, но также значительно отличается морфология поверхности. Для амино-замещенного тетрафенилпорфина при длительном осаждении морфология поверхности существенно меняется (рис. 4). Поверхность пленки на основе гидрокси-замещенного тетрафенилпорфина не изменяется при длительном осаждении, остается однородная с редкими образованиями неопределенной формы на поверхности (рис. 5). При использовании электродов с электроосажденными полипорфириновыми пленками в процессе электровосстановления кислорода установлено, что поли-5,10,15,20-тетракис(р-аминофенил)порфин и поли-5,10,15,20-тетракис(р-гидроксифенил)порфин обладают одинаковой электрокаталитической активностью (рис. 6). Наблюдаемые различия в процессе электроосаждения и морфологии пленок не сказываются на каталитической активности полученных материалов. Решающее значение оказывает структура макрогетероциклических соединений – наличие π-сопряженной системы, способной обратимо координировать кислород.The electrochemical method was used to modify the surface of the electrodes with polyporphyrin films based on substituted tetraphenylporphyrins: 5,10,15,20-tetrakis(p-aminophenyl)porphyrin and 5,10,15,20-tetrakis(p-hydroxyphenyl)porphyrin. Electropolymerization was carried out in the potentiodynamic mode in the region of positive potentials from 0 to +2 V using the cyclic voltammetry method. The process of electrodeposition of polyporphyrins was studied by the electrochemical quartz microbalance method. The largest mass increase of poly-5,10,15,20-tetrakis(p-aminophenyl)porphyrin film is observed during the first cycle (10.64 µg). At further cyclic change in potential the growth stops and a slight decrease in the electrode mass occurs (Fig. 2). The growth of poly-5,10,15,20-tetrakis(p-hydroxyphenyl) porphyrin film was not observed during a continuous cyclic change of potential. This is evidenced by the data of the electrochemical quartz microbalance: the greatest mass gain occurs during the 1st potential cycle (3.1 µg) (Fig. 3 b, c). Significant differences are observed in the process of deposition of polyporphyrin films which is associated with a difference in the structure of porphyrin monomers. There are differences not only in the deposition process, but also in the surface morphology which is significantly different for the studied porphyrins. The surface morphology of amino substituted tetraphenylporphyrin changes significantly during prolonged deposition (Fig. 4). The surface of the film based on hydroxy substituted tetraphenylporphyrin does not change during prolonged deposition, it remains uniform with rare formations of an indefinite shape on the surface (Fig. 5). It was found that the poly-5,10,15,20-tetrakis(p-aminophenyl) porphyrin and poly-5,10,15,20-tetrakis(p-hydroxyphenyl)porphyrin have the same electrocatalytic activity by using electrodes with electrodeposited polyporphyrin films in the process of oxygen electroreduction (Fig. 6). The observed differences in the process of electrodeposition and the films morphology do not affect the catalytic activity of the obtained materials. The structure of macroheterocyclic compounds is of critical importance – the presence of a π-conjugated system capable of reversibly coordinating oxygen.
Ссылка на
Link for citation
Текст/Texthttp://elibrary.ru/item.asp?id=41424721

 

Журнал «Гальванотехника и обработка поверхности», © 2008–2019