Perklorátionok redukciójának vizsgálata ígéretes elektrokatalitikus tulajdonságokkal rendelkező fémeken = Investigation of the reduction of perchlorate ions on metals of promising electrocatalytical properties

摘要

Jelen kutatás során voltammetriás, impedanciaspektroszkópiai és bending beam méréseket végeztünk ródiumon és ruténiumon perklorátionokat tartalmazó közegben. Kísérleteink során különböző módon előállított mintákkal dolgoztunk: tömbfázisú fémekkel, arany hordozóra leválasztott illetve vákuumpárologtatott rétegekkel. Mindkét fém és mindegyik előállítási mód esetén tapasztaltuk a perklorátionok redukcióját. A redukció mértéke függött a felület érdességétől, az aktív helyek számától és a hőmérséklettől. Részletesen vizsgáltuk a redukció termékeként keletkező kloridionok hatását a folyamatra. Felmerült annak lehetősége, hogy a perklorátionok redukciója fém/vezető polimer (pl. PEDOT (poli(3,4-etiléndioxitiofén))) kompozitokban is lejátszódik, ezért kezdeti lépésként megvizsgáltuk a polimer stabilitását. Tapasztalataink szerint a PEDOT kellően pozitív potenciálokon túloxidálódik, közben elektrokémiai-mechanikai tulajdonságai megváltoznak. Ezen vizsgálatokkal párhuzamosan a laboratóriumban kifejlesztésre került egy olyan mérési módszer, mely lehetővé teszi, hogy a hagyományos forgógyűrűs korongelektróddal végzett mérésekkel szemben mindkét munkaelektród potenciálját folyamatosan változtathassuk egymástól függetlenül, s a korongon zajló folyamatról még több információt nyerhessünk. Az új rendszerrel várhatóan mind a polimerek stabilitásáról, mind a perklorát redukció részleteiről hasznos információk nyerhetők a jövőben. | In the present work voltammetric, impedance spectroscopic and bending beam measurements were carried out on rhodium and ruthenium in perchlorate containing media. Different samples were used: bulk phase metals, electrochemically deposited and evaporated layers. The perchlorate ions can be reduced on both metals and all type of samples. The rate of the reduction depends on the surface roughness, the number of the active sites and on the temperature. The effect of the chloride ions produced in the reduction process has been investigated in details. Possibility of the reduction of perchlorate ions has raised in metal/conducting polymer (e.g. PEDOT (poly(3,4-ethylenedioxythiophene))) composites, therefore as a first step the stability of the polymer has been studied. During the overoxidation of the PEDOT film its mechanical and electrochemical properties change. Parallel to these investigations, new rotating ring-disc electrode methods have also been developed in our laboratory. With the aid of the new system, independent and dynamic potential programs can be applied simultaneously to the disk and the ring electrodes. This „dual cyclic voltammetry” is a promising method for studying the stability of polymers or the mechanism of the perchlorate reduction.