Химические процессы формирования оксида меди(I) на медной фольге в гидротермальных условиях
- Авторлар: Зимбовский Д.1,2, Баранов А.2
-
Мекемелер:
- Московский физико-технический институт (национальный исследовательский университет)
- Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова
- Шығарылым: Том 59, № 7 (2023)
- Беттер: 780-787
- Бөлім: Articles
- URL: https://journals.rcsi.science/0002-337X/article/view/231902
- DOI: https://doi.org/10.31857/S0002337X23070163
- EDN: https://elibrary.ru/QSGZDZ
- ID: 231902
Дәйексөз келтіру
Аннотация
В работе рассмотрен процесс зарождения и роста слоя оксида меди(I) в ходе гидротермальной обработки медной фольги в щелочном растворе. На основании совокупности экспериментальных данных: результатов рентгенофазового анализа, растровой электронной микроскопии, а также расчетов свободной энергии Гиббса реакций, при использовании подхода Кабрера–Мотта был сделан вывод, что определяющими факторами в фазовом составе продукта и его морфологии оказываются концентрация гидроксид-анионов и содержание растворенного кислорода.
Негізгі сөздер
Авторлар туралы
Д. Зимбовский
Московский физико-технический институт (национальный исследовательский университет); Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова
Email: anb@inorg.chem.msu.ru
Россия, 141701, Московская область, Долгопрудный,
Институтский пер., 9; Россия, 119991, Москва,
Ленинские горы, 1
А. Баранов
Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова
Хат алмасуға жауапты Автор.
Email: anb@inorg.chem.msu.ru
Россия, 119991, Москва,
Ленинские горы, 1
Әдебиет тізімі
- Navarro R.M., del Valle F., Villoria de la Mano J.A., Álvarez-Galván M.C., Fierro J.L.G. Photocatalytic Water Splitting under Visible Light. Concept and Catalysts Development // Adv. Chem. Eng. 2009. V. 36. № 9. P. 111–143. https://doi.org/10.1016/S0065-2377(09)00404-9
- Baran T., Visibile A., Busch M., He X., Wojtyla S., Rondinini S., Minguzzi A., Vertova A. Copper Oxide-Based Photocatalysts and Photocathodes: Fundamentals and Recent Advances // Molecules. 2021. V. 26. № 23. P. 7271. https://doi.org/10.3390/molecules26237271
- Зимбовский Д.С., Баранов А.Н. Синтез гетероструктур на основе Cu2O и их фотокаталитические свойства в реакции разложения воды // Неорган. материалы. 2020. Т. 56. № 4. С. 385–392. https://doi.org/10.31857/S0002337X20040156
- Bijani S., Schrebler R., Dalchiele E.A., Gabás M., Martínez L., Ramos-Barrado J.R. Study of the Nucleation and Growth Mechanisms in the Electrodeposition of Micro- and Nanostructured Cu2O Thin Films // J. Phys. Chem. C. 2011. V. 115. № 43. P. 21373–21382. https://doi.org/10.1021/jp208535e
- Halin D.S.C., Talib I.A., Daud A.R., Hamid M.A.A. Characterizations of Cuprous Oxide Thin Films Prepared by Sol-Gel Spin Coating Technique with Different Additives for the Photoelectrochemical Solar Cell // Int. J. Photoenergy. 2014. V. 2014. P. 352156. https://doi.org/10.1155/2014/352156
- Deo M., Ogale S. Crystal Facet Control for the Stability of p-Cu2O Nanoneedles as Photocathode for Photoelectrochemical Activity // Mater. Today Proc. 2018. V. 5. № 11. P. 23482–23489. https://doi.org/10.1016/j.matpr.2018.11.092
- Jin Z., Hu Z., Yu J.C., Wang J. Room Temperature Synthesis of a Highly Active Cu/Cu2O Photocathode for Photoelectrochemical Water Splitting // J. Mater. Chem. A. 2016. V. 4. № 36. P. 13736–13741. https://doi.org/10.1039/C6TA05274F
- Pan L., Zou J.-J., Zhang T., Wang S., Li Z., Wang L., Zhang X. Cu2O Film via Hydrothermal Redox Approach: Morphology and Photocatalytic Performance // J. Phys. Chem. C. 2014. V. 118. № 30. P. 16335–16343. https://doi.org/10.1021/jp408056k
- Зимбовский Д.С., Чурагулов Б.Р. Пленки Cu2O и CuO, полученные химическим и анодным окислением на поверхности медной фольги // Неорган. материалы. 2018. Т. 54. № 7. С. 694–702. https://doi.org/10.7868/S0002337X18070072
- Zimbovskiy D.S., Gavrilov A.I., Churagulov B.R. Synthesis of Copper Oxides Films via Anodic Oxidation of Copper Foil Followed by Thermal Reduction // IOP Conf. Ser. Mater. Sci. Eng. 2018. V. 347. P. 012010. https://doi.org/10.1088/1757-899X/347/1/012010
- Зимбовский Д.С., Чурагулов Б.Р., Баранов А.Н. Гидротермальный синтез пленок Cu2O на поверхности металлической меди в растворе NaOH // Неорган. материалы. 2019. Т. 55. № 6. С. 623–627. https://doi.org/10.1134/S0002337X19060174
- Zimbovskii D.S., Baranov A.N. One-Step Hydrothermal Surface Oxidation of Copper Foil for Photocatalytic Water Splitting // IOP Conf. Ser. Mater. Sci. Eng. 2019. V. 525. P. 012018. https://doi.org/10.1088/1757-899X/525/1/012018
- Справочник по электрохимии / Под ред. Сухотина А.М. Л.: Химия, 1981. 488 с.
- Bratsch S.G. Standard Electrode Potentials and Temperature Coefficients in Water at 298.15 K // J. Phys. Chem. Ref. Data. 1989. V. 18. № 1. P. 1–21. https://doi.org/10.1063/1.555839
- Pabalan R.T., Pitzer K.S. Thermodynamics of NaOH(aq) in Hydrothermal Solutions // Geochim. Cosmochim. Acta. 1987. V. 51. № 4. P. 829–837. https://doi.org/10.1016/0016-7037(87)90096-2
- Tromans D. Modeling Oxygen Solubility in Water and Electrolyte Solutions // Ind. Eng. Chem. Res. 2000. V. 39. № 3. P. 805–812. https://doi.org/10.1021/ie990577t
- Tromans D. Oxygen Solubility Modeling in Inorganic Solutions: Concentration, Temperature and Pressure Effects // Hydrometallurgy. 1998. V. 50. № 3. P. 279–296. https://doi.org/10.1016/S0304-386X(98)00060-7
- Palmer D.A. Solubility Measurements of Crystalline Cu2O in Aqueous Solution as a Function of Temperature and pH // J. Solution Chem. 2011. V. 40. № 6. P. 1067–1093. https://doi.org/10.1007/s10953-011-9699-x
- Palmer D.A. The Solubility of Crystalline Cupric Oxide in Aqueous Solution from 25 to 400°C // J. Chem. Thermodyn. 2017. V. 114. P. 122–134. https://doi.org/10.1016/j.jct.2017.03.012
- Giri S.D., Sarkar A. Electrochemical Study of Bulk and Monolayer Copper in Alkaline Solution // J. Electrochem. Soc. 2016. V. 163. № 3. P. I1252–I1259. https://doi.org/10.1149/2.0071605jes
- Cabrera N., Mott N.F. Theory of the Oxidation of Metals // Reports Prog. Phys. 1949. V. 12. № 1. P. 163–184. https://doi.org/10.1088/0034-4885/12/1/308
- Жук Н.П. Курс теории коррозии и защиты металлов. М.: Металлургия, 1976. 472 с.