Размерные и структурные эффекты в процессах окисления металлов
Влияние структурного и размерного факторов на кинетику взаимодейст-
жүктеу/скачать 3,5 Mb. Pdf көрінісі
|
| Влияние структурного и размерного факторов на кинетику взаимодейст-
вия алюминия с водой. На основании сопоставления закономерностей процессов окисления Al в водных растворах и в воздухе показан аналогичный характер влия- ния размерного фактора на реакционную способность, заключающийся в том, что при протекании реакции с образованием конденсированного продукта переход ме- талла из компактного состояния в нанодисперсное сопровождается изменением макрокинетического режима процесса от диффузионного к кинетическому. Взаи- модействие грубодисперсных порошков АСД-1 и АСД-4 с водой при 50–80 °С ха- рактеризуется зависимостями α=f(τ), которые при достижении α≈0,05–0,1 выходят на насыщение вследствие образования поверхностного слоя малорастворимого продукта ( γ-AlOOH, α-Al(OH) 3 ) с большим диффузионным сопротивлением. В от- личие от грубодисперсных образцов реакция субмикронных порошков Al с водой протекает с высокой скоростью (при 70 °С скорость взаимодействия СП Al выше в ≈25 раз, чем для АСД-4) до α≈0,8; процесс описывается уравнением α=1–exp(–kτ) и протекает в кинетической области (Е а =63 ±5 кДж/моль). Аналогичные эффекты и однотипное кинетическое описание процессов установлены при окислении ком- пактных и порошкообразных образцов Al в воздухе при t<t пл (гл. 4). Отсутствие оболочки малорастворимого продукта на поверхности субмикронных и наноча- стиц Al при их взаимодействии с водными растворами зафиксировано in situ с ис- пользованием вольтамперометрии со стационарным ртутным электродом по появ- лению тока анодного окисления амальгамы Al, образующейся в момент контакта частиц дисперсной фазы с поверхностью Hg-электрода в области потенциалов –1,8 ÷ –2,0 В. 30 Реакционная способность высокодисперсных порошков Fe, Ni, Cu, Mo, W по отношению к воде и нейтральным водным растворам проявляется в увеличении влияния дисперсности на скорость установления кислотно-основных (сорбцион- ных) равновесий на границе оксид/раствор и окислительно-восстановительных процессов в условиях естественной аэрации. На основе результатов потенциомет- рических измерений (рН, потенциал) и вольтамперометрии свободнодисперсных систем (суспензий, золей) и порошков в составе пастовых электродов показано, что вследствие нивелирующего действия водной среды на исследованные системы металл/оксид/раствор их электрохимические характеристики не являются размер- но-зависимыми. жүктеу/скачать 3,5 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|