Processes at platinum electrodes during the cathode polarization in alcohol erbium nitrate solution

S. A. Volchek; Волчек С. А.; V. A. Yakovtseva; Яковцева В. А.

doi:10.31857/S0424857024050021

Процессы на платиновых электродах при катодной поляризации в спиртовом растворе азотнокислого эрбия

Авторы: Волчек С.А.¹, Яковцева В.А.¹
Учреждения:
1. Белорусский государственный университет информатики и радиоэлектроники
Выпуск: Том 60, № 5 (2024)
Страницы: 341-348
Раздел: Статьи
URL: https://rjsvd.com/0424-8570/article/view/671368
DOI: https://doi.org/10.31857/S0424857024050021
EDN: https://elibrary.ru/qohhtm
ID: 671368

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ
Доступ закрыт

Доступ предоставлен
Доступ закрыт

Только для подписчиков

Аннотация

Обсуждаются процессы, происходящие на платиновых электродах при катодной поляризации в спиртовом растворе нитрата эрбия. Установлено, что максимумы плотности тока на катодной ветви вольтамперограмм соответствуют потенциалам реакций восстановления водорода. Показано, что формирующийся в процессе катодной обработки гелеобразный осадок состава Er(OH)_x(NO₃)_y(С₂Н₅О)_z · nH₂O, x + y + z = 3, не является продуктом электронного обмена между катодом и компонентами раствора. Предложен следующий механизм формирования эрбийсодержащего осадка. Сначала реализуется электрохимический процесс катодного восстановления водорода. Этот процесс приводит к ионному дисбалансу и вызывает подщелачивание прикатодного пространства. Тем самым создаются условия для реализации химического процесса формирования гелеобразной гидроокиси эрбия, которая физически адсорбируется на поверхности катода в виде осадка.

Ключевые слова

катодная поляризация, платиновый электрод, спиртовой раствор нитрата эрбия, эрбийсодержащий осадок, механизм формирования эрбийсодержащего осадка

Полный текст

Об авторах

С. А. Волчек

Белорусский государственный университет информатики и радиоэлектроники

Автор, ответственный за переписку.
Email: volchek@bsuir.by
Белоруссия, Минск

В. А. Яковцева

Белорусский государственный университет информатики и радиоэлектроники

Email: yakovtseva@yahoo.com
Белоруссия, Минск

Список литературы

Reisfeld, R., Application of luminescence spectroscopy in new materials for solar energy utilization, Online Elsevier Reference Module in Chemistry, Molecular Sciences and Chemical Engineering, 2017. https://doi.org/10.1016/B978-0-12-409547-2.11688-9
Kenyon, A.J., Erbium in silicon, Semicond. Sci. Technol., 2005, vol. 20, p. R65.
Феклистов, К.В., Абрамкин, Д.С., Ободников, В.И., Попов, В. П. Легирование кремния эрбием методом имплантации атомов отдачи. Письма в ЖТФ. 2015. Т. 41. № 16. С. 52. [Feklistov, K.V., Abramkin, D.S., Obodnikov, V.I, and Popov, V.P., Doping silicon with erbium by recoil implantation, Techn. Phys. Lett., 2015, vol. 41 (8), p. 788.] https://doi.org/10.1134/S1063785015080209
Kukharchyk, N., Pal, S., Rödiger, J., Ludwig, A., Probst, S., Ustinov, A.V., Bushev, P., and Wieck, A.D., Photoluminescence of focused ion beam implanted Er3+: Y2SiO5 crystals, Phys. Status Solidi (RRL) – Rapid Res. Lett., 2014, vol. 8 (10), p. 880. https://doi.org/10.1002/pssr.201409304
Drozdov, M.N., Latukhina, N.V., Stepikhova, M.V., Pokoeva, V.A., and Surin, M.A., Oxygen and erbium distribution in diffusion doped silicon, Modern Electronic Mater., 2016, vol. 2, p. 7. https://doi.org/10.1016/j.moem.2016.08.001
Kimura, T., Yokoi, A., Horiguchi, H., and Saito, R., Electrochemical Er doping of porous silicon and its room-temperature luminescence, Appl. Phys. Lett., 1994, vol. 65, p. 983. https://doi.org/10.1063/1.112169
Pourbaix, M. Atlas of Electrochemical Equilibria in Aqueous Solutions. Second English Edition. National Association of Corrosion Engineer, 1974, 645 p.
Методы измерения в электрохимии: в 2 т., под ред. Ю. А. Чизмаджева. М.: Мир, 1977. Т. 1. 588 с.
Фритц, Дж., Шенк, Г. Количественный анализ. Пер. с англ. Т. Н. Шеховцовой, О. А. Шпигуна; под ред. Ю. А. Золотова. М.: Мир, 1978. 557 с.
Bard, A.J. and Faulkner, L. R. Electrochemical Methods: Fundamentals and Applications, 2nd ed.; New York: Wiley, 2001, 850 p.
The Rare Earth Elements Fundamentals and Applications, Atwood D. A., Ed., John Wiley & Sons Ltd, West Sussex, UK, 2012, 629 p.
Handbook on the physics and chemistry of rare earths, vol.01, Gschneidner K. A., Jr. et al. Eds., Elsevier, 1978, 900 p.

Дополнительные файлы

Доп. файлы

Действие

1. JATS XML

Скачать

2. Рис. 1. Конструкция электрохимической ячейки для изучения катодных процессов на платиновых электродах: 1 – рабочий электрод (катод), 2 – электрод сравнения, 3 – вспомогательный электрод (анод), 4 – стеклянный стакан.

Скачать (100KB)

Метаданные

3. Рис. 2. Вольтамперограмма при линейной развертке потенциала в случае обратимого переноса заряда.

Скачать (70KB)

Метаданные

4. Рис. 3. Временная зависимость потенциала платинового электрода в 0.1 М спиртовом растворе Er(NO₃)₃ без приложения внешнего потенциала.

Скачать (63KB)

Метаданные

5. Рис. 4. Вольтамперограмма платинового электрода в 0.1 М спиртовом растворе Er(NO₃)₃.

Скачать (87KB)

Метаданные

6. Рис. 5. Циклические вольтамперограммы платинового электрода в 0.1 М спиртовом растворе Er(NO₃)₃, снятые в диапазоне от +400 до –800 мВ при различных скоростях развертки потенциала.