Синтез та функціональні властивості TiO₂–Pt/Pd-систем для електрокаталізу
Тип публікації :
Стаття
Дата випуску :
28 грудня 2025 р.
Автор(и) :
Ковтунов, Дмитро
Український державний університет науки і технологій
Черних, Сергій
Український державний університет науки і технологій
Книш, Валентин
Український державний університет науки і технологій
Шмичкова, Олеся
Український державний університет науки і технологій
Лук'яненко, Тетяна
Український державний університет науки і технологій
Веліченко, Олександр
Український державний університет науки і технологій
Мова основного тексту :
Ukrainian
eKNUTSHIR URL :
Випуск :
1 (60)
ISSN :
1728-2209
Початкова сторінка :
88
Кінцева сторінка :
95
Цитування :
[APA 7] Ковтунов, Д., Черних, С., Книш, В., Шмичкова, О., Лук'яненко, Т., & Веліченко, О. (2025). Synthesis and functional properties of TiO₂–Pt/Pd electrocatalysts. Вісник Київського національного університету імені Тараса Шевченка. Хімія, (1 (60)), 88–95. https://doi.org/10.17721/1728-2209.2025.1(60).13
[ДСТУ] Synthesis and functional properties of TiO₂–Pt/Pd electrocatalysts / Д. Ковтунов et al. Вісник Київського національного університету імені Тараса Шевченка. Хімія. 2025. no. 1 (60). P. 88—95. DOI: 10.17721/1728-2209.2025.1(60).13 (date of access: 17.07.2026).
Вступ. У роботі представлено результати створення та комплексної характеристики нових електрокаталітичних композитів на основі пористого TiO2, модифікованого Pt і Pd. Мета дослідження – розробка ефективних і стабільних систем для процесів, що перебігають за високих анодних потенціалів, зокрема реакції виділення кисню.
Методи. Матрицю TiO₂ отримували двоетапним анодуванням титанової фольги в електролітах на основі етиленгліколю з NH4F і H3PO4, а потім відновлювали в розчині HClO4. Такий підхід забезпечив контроль над морфологією та питомою поверхнею оксидного шару. Модифікацію Pt і Pd здійснювали гальванічним осадженням із подальшим відпалом за 500 °C на повітрі, що сприяло окисненню поверхні та інкапсуляції металевих частинок у матрицю TiO2. Морфологію та фазовий склад вивчали методами скануючої мікроскопії, мікроаналізу та рентгенівської дифракції.
Результати. Встановлено наявність розвиненої пористої структури з рівномірним розподілом нанокластерів Pt і Pd. Основна фаза – анатаз; також виявлено металічні Pt, Pd і PdO. Електрохімічні дослідження (вольтамперометрія, імпедансна спектроскопія) у 1 M HClO4 показали n-тип провідності з високою концентрацією носіїв заряду (аналіз Мотта–Шотткі). Композит TiO2–Pt продемонстрував найвищу активність у реакції виділення кисню (нахил Тафеля 122 мВ/дек). Біметалічна система мала більший нахил (172 мВ/дек), що свідчить про складніший механізм, однак відзначалася винятковою стабільністю: понад 215 годин без втрати активності за 0,5 А в 1 M HClO4. Для порівняння, електрод, модифікований лише Pd, виявився нестійким.
Висновки. Виявлено зв’язок між умовами синтезу, структурними характеристиками та електрокаталітичними властивостями матеріалів. Розроблені композити мають значний потенціал як довговічні аноди для електрохімічних процесів та можуть стати основою для створення нових (фото)електрокаталізаторів зі зниженим вмістом благородних металів.
Методи. Матрицю TiO₂ отримували двоетапним анодуванням титанової фольги в електролітах на основі етиленгліколю з NH4F і H3PO4, а потім відновлювали в розчині HClO4. Такий підхід забезпечив контроль над морфологією та питомою поверхнею оксидного шару. Модифікацію Pt і Pd здійснювали гальванічним осадженням із подальшим відпалом за 500 °C на повітрі, що сприяло окисненню поверхні та інкапсуляції металевих частинок у матрицю TiO2. Морфологію та фазовий склад вивчали методами скануючої мікроскопії, мікроаналізу та рентгенівської дифракції.
Результати. Встановлено наявність розвиненої пористої структури з рівномірним розподілом нанокластерів Pt і Pd. Основна фаза – анатаз; також виявлено металічні Pt, Pd і PdO. Електрохімічні дослідження (вольтамперометрія, імпедансна спектроскопія) у 1 M HClO4 показали n-тип провідності з високою концентрацією носіїв заряду (аналіз Мотта–Шотткі). Композит TiO2–Pt продемонстрував найвищу активність у реакції виділення кисню (нахил Тафеля 122 мВ/дек). Біметалічна система мала більший нахил (172 мВ/дек), що свідчить про складніший механізм, однак відзначалася винятковою стабільністю: понад 215 годин без втрати активності за 0,5 А в 1 M HClO4. Для порівняння, електрод, модифікований лише Pd, виявився нестійким.
Висновки. Виявлено зв’язок між умовами синтезу, структурними характеристиками та електрокаталітичними властивостями матеріалів. Розроблені композити мають значний потенціал як довговічні аноди для електрохімічних процесів та можуть стати основою для створення нових (фото)електрокаталізаторів зі зниженим вмістом благородних металів.
Галузі знань та спеціальності :
10 Природничі науки::102 Хімія
Галузі науки і техніки (FOS) :
Хімічні науки
Файл(и) :![Ескіз]()
Вантажиться...
Формат :
Adobe PDF
Розмір :
2.16 MB
Контрольна сума :
(MD5):e673c3b972aae0d1c6c7589969a66a9b
Якщо не вказано інше, ця робота розповсюджується на умовах ліцензії Creative Commons Attribution 4.0 International