Зависимость пористой структуры кремнийсодержащих поверхностных слоев на титане от условий плазменно-электролитического осаждения

А.П. Артемьянов, М.С. Васильева, В.С. Руднев, Н.П. Моргун
Дальневосточный государственный университет,
г. Владивосток

Проблема создания катализаторов, обладающих высокой активностью и развитой удельной поверхностью остается актуальной в связи с интенсивным развитием гетерогенных каталитических процессов. Для увеличения поверхности катализатора и его стабилизации большой интерес представляют нанесенные оксидные системы на металлической основе [1]. Новые возможности в электрохимическом синтезе оксидных структур открывает метод плазменно-электролитического оксидирования (ПЭО), позволяющий формировать оксидные покрытия различные по составу, пористости, толщине. Активность синтезированного катализатора повышается при введении в покрытие соединений переходных металлов. Целью данной работы было исследование строения и пористой структуры кремний- и марганецсодержащих оксидных покрытий на титане, сформированных методом плазменно-электролитического оксидирования. Электроды для оксидирования изготавливали из листового титана, формирование нанесенных покрытий осуществляли в гальваностатических условиях ( i = 0.1 А×см^-2) в течение 15; 20; 25 мин в 0.1 М Na₂SiO₃ и в 0.1 М Na₂SiO₃ с добавлением 20 г/л порошка MnO₂. В ряде случаев ПЭО-слои подвергались отжигу на воздухе в течение 5 часов при температуре 500 °С. В зависимости от состава электролита, времени оксидирования и дальнейшей их термической обработки были получены серии образцов. По данным рентгенофазового анализа поверхностные структуры после прокаливания содержат в основном кислородные соединения марганца и кремния. Пористую структуру покрытий характеризовали методом адсорбции паров воды.

Отмечена корреляция между пористой структурой покрытий и строением поверхности по данным растровой микроскопии. Так, увеличение времени формирования образцов в большинстве случаев приводит к увеличению размеров и числа видимых пор, а также получению более развитой поверхности. Термическая обработка образцов сопровождается изменением параметров пористости покрытий и приводит к заметному изменению их рельефа, сглаживанию поверхности, уменьшению числа и размеров видимых пор, что особенно выражено для марганецсодержащих покрытий. Структура кремнийсодержащих образцов с включениями соединений марганца значительно отличается от чисто кремнийсодержащих покрытий при прочих одинаковых условиях. Поверхность марганецсодержащих структур имеет менее выраженный рельеф, а пористость, радиус пор и удельная поверхность заметно уменьшаются.

Списоклитературы

1. Yahalom J. Elrctrolytic breakdown crystallisation of anodic oxide films on Al, Ta, Ti // Electrochim. Acta. - 1970. - V.15. –№9.- Р. 1429-1435. 

Назад к списку