Аннотация результатов, полученных в 2025 году
1. Методом циклической вольтамперометрии исследовано электрохимическое поведение Ag электрода в водных электролитах разного катионного (Li^+, Na^+, K^+) и анионного (Cl^-, SO4^2-, NO3^-, F^-, SO3^2-, S^2-, CO3^2-, OH^-) составов и показано, что анионный состав и pH электролита (в диапазоне 7,0–14,0) оказывают влияния на характер электрохимического поведения Ag. При циклическом сканировании потенциала Ag электрода в области потенциалов 0,2–1,7 В (отн. о.в.э.) в Cl^-содержащем электролите происходи растворение Ag и осаждение AgCl осадка на поверхности электрода; в NO3^-, F^- содержащих электролитах при потенциале выше 1,0 В наблюдаются процессы растворения серебра и выделения кислорода; в SO4^2-, CO3^2- содержащих электролитах протекают процессы растворения Ag с образованием нерастворимых соединений и формирования оксидной фазы на поверхности Ag электрода; в OH^- содержащем электролите последовательно формируются оксиды Ag на поверхности электрода и их восстановление на анодном и катодном ходе ЦВА соответственно; в S^2- содержащем электролите на поверхности Ag электрода формируется плотная непроводящая пленка, вероятно, Ag2S; в SO3^2- ЦВА Ag электрод пассивировался с увеличением количества циклов сканирования потенциала Ag электрода. 2. При наложении на Ag электроды переменного импульсного тока средней плотностью 1,0 А/см2 в Na+ содержащих Ag демонстрирует 3 разных сценария электрохимического поведения: формирование нерастворимого осадка на электроде (Cl^-, S^2- содержащих электролитах и частично в SO3^2- содержащем электролите), пассивация Ag электрода (в OH^- и частично в CO3^2- содержащих электролитах), формирование дисперсных продуктов в объеме SO4^2-, NO3^-, F^- содержащих электролитах. Скорость накопления дисперсных продуктов при средней плотности тока 1,0 А/см2 составила 95–115 мг/см2 ч, увеличиваясь в ряду Na2SO4 < NaNO3 < NaF. 3. Методом сканирующей электронной микроскопии показано, что анионный состав электролита (SO4^2-, Cl^-, F^-, OH^-) оказывает влияние на морфологию Ag электрода, подвергнутого действию импульсного тока средней плотностью 1,0 А/см2. В Cl^- содержащем электролите на Ag на электроде формируется пленка AgCl, состав которой был подтверждён методом энергодисперсионной рентгеновской спектроскопии, с размером зерен порядка 0,5 мкм; в SO4^2- содержащем электролите на поверхности Ag электрода также формируется пленка, вероятно представляющая собой Ag2SO4, характеризующаяся размером зерна 1,5–2,0 мкм; во F^- содержащем электролите поверхность Ag электрода характеризуется наличием наноразмерных структур, возникающих, вследствие растворения и переосаждения Ag; в OH^- содержащем электролите поверхность Ag электрода характеризуется наличием пористой оксидной пленки. 4. Путем прямого измерения температуры с помощью термометра сопротивления проведен анализ влияния анионного состава электролита (SO4^2-, Cl^-, F^-, OH^-), его концентрации (0,1–1,0 моль/л) и средней плотности переменного импульсного тока (0,1–1,0 А/см2) на температурные эффекты, возникающие в приэлектродном слое Ag электрода и в объеме электролита в условиях импульсного электролиза. Зависимость температуры от продолжительности электролиза имеет характер кривой насыщения. В галоген-содержащих электролитах электрохимическая система характеризуется достаточно близкими температурными параметрами, несмотря на разный характер поведения Ag в Cl- и F- содержащих электролитах; наименьшая температура приэлектродного слоя наблюдалась в NaOH, а наибольшая – в Na2SO4 электролите. 5. Предложены методики получения и получены дисперсные Ag-содержащие материалы. Условия получения: водные Na+ содержащие электролиты различного анионного состава (SO4^2-, NO3^-, F^-, CO3^2-) концентрацией 0,5-1,0 моль/л или суспензия углеродной сажи в этих электролитах (концентрацией 3 г/л), переменный импульсный ток средней плотностью 1,0 А/см2, частотой 50 Гц. 6. Методом рентгенофазового анализа установлено, что вне зависимости от анионного состава электролита (SO4^2-, NO3^-, F^-, CO3^2-) Ag в условиях импульсного электролиза диспергируется с образование частиц неокисленного Ag, размер кристаллитов которых определяется свойствами гидратированного аниона электролита и его хаотропной/космотропной природой и увеличивается в ряду F^-< CO3^2-< SO4^2< NO3^- в диапазоне 45,5–66,7 нм. Кристаллиты объединены в частицы размером более 100 нм для образцов, полученных в растоворах Na2SO4, NaNO3, и менее 100 нм – в растворах NaF и Na2СO3. Методом термогравиметрического анализа установлено, что продукты электрохимического диспергирования Ag демонстрируют типичное для Ag частиц поведение, как в атмосфере воздуха, так и в безвоздушной атмосфере и потеря массы образца в области температур до 200 градусов Цельсия обусловлена потерей прочносвязанной с поверхностью Ag частиц воды, а в области температур 200–400 градусов Цельсия – может быть обусловлена и реструктуризацией поверхности частиц Ag, и удалением адсорбированных кислородсодержащих частиц. 7. Комплексом электрохимических и физико-химических методов анализа и с привлечением теоретических положений относительно окислительно-восстановительных, координационных и электронных свойств Ag, Pd и Rh показано, что несмотря на то, что все три металла относятся к d-элементам, располагаются в одном периоде периодической системы элементов и характеризуются одинаковой пространственной группой (Fm3m), демонстрируют разное электрохимическое поведение в условиях импульсного электролиза в Cl^-, SO4^2-, F^-, OH^- содержащих электролитах. Характер поведения (пассивация с формированием оксидной пленки, формирование нерастворимых осадков на поверхности электрода, растворение с формирование различных комплексов соответствующего металла, формирование дисперсных продуктов), а также количество оксидной фазы в дисперсных продуктах определяется редокс свойствами металла и строением его внешней электронной оболочки. 8. Опубликована статья A. Kuriganova, et al. // J. Electroanal. Chem., V. 996, 2025, 119419, https://doi.org/10.1016/j.jelechem.2025.119419.