Вплив нанорозмірних активних частинок розплаву та поверхні електрода на процеси перенесення заряду на межі розділу електрод/розплав
| Автори | Л.О. Соляник |
| Приналежність |
Інститут колоїдної хімії та хімії води імені А.В. Думанського НАНУ, бульвар Академіка Вернадського, 42, 03142 Київ, Україна |
| Е-mail | solianyk2017@gmail.com |
| Випуск | Том 14, Рік 2022, Номер 6 |
| Дати | Одержано 17 жовтня 2022; у відредагованій формі 25 грудня 2022; опубліковано online 27 грудня 2022 |
| Посилання | Л.О. Соляник, Ж. нано- електрон. фіз. 14 № 6, 06030 (2022) |
| DOI | https://doi.org/10.21272/jnep.14(6).06030 |
| PACS Number(s) | 31.15.ac |
| Ключові слова | Міжфазна межа електрод/розплав, Енергія реорганізації, Енергія активації (12) , Гетерогенні реакції, Ab initio розрахунки. |
| Анотація |
Методами квантової хімії з метою дослідження механізму електродних процесів на межі розділу електрод/розплав проведено розрахунки енергії реорганізації в рамках моделі провідних еліпсоїдів, яка узагальнює модель Маркуса на випадок, коли реагенти є, по суті, несферичними. Встановлено, що величина енергії реорганізації розчинника практично не змінюється на всіх інтервалах відстаней між поверхнею електрода і реагентом і суттєво зменшується зі збільшенням заряду реагенту. Розраховано значення енергії активації перенесення заряду на межі розділу електрод/розплав. Встановлено зменшення значень енергії активації перенесення заряду між поверхнею катода та частинками розплаву. Розраховано значення молекулярних орбітальних енергій для фрагмента поверхні електрода та активних комплексів модельних розплавів. На основі аналізу значень енергії активації та значень енергії найвищих зайнятих і найнижчих незаповнених молекулярних орбіталей взаємодіючих структур зроблено висновок про істотну роль катіонного складу електроліту в процесах електровідновлення на катоді. Аналіз отриманих теоретичних результатів дозволяє сформулювати умови виникнення поверхневої провідності діелектрика в сольовому розплаві. Було зроблено припущення, що підбір складу електроліту дозволяє контролювати швидкість окислювально-відновних реакцій на міжфазній межі електрод/розплав без попередньої металізації діелектрика: тобто цілеспрямована зміна катіонного складу розплаву дає змогу досягти збігу енергетичних рівнів поверхні електрода та активного комплексу, що дозволяє контролювати синтез наночастинок на катоді. Установлено, що в основі механізму електродних процесів на міжфазній межі електрод/розплав лежить зсув рівня Фермі кластера поверхні твердого тіла, рівність енергій граничних молекулярних орбіталей передреакційного комплексу і кластер, які є визначальними факторами гетерогенних окисно-відновних реак-цій на поверхні діелектрика, зануреного у відповідний іонний розплав. |
|
Перелік посилань |
Інші статті цього номера
1) Механізми генерації струму в діодах Шотткі графен/p-CdTe [06001-1-06001-5]2) Тонкі плівки на основі MWCNT, отримані методом CVD, та деякі їх застосування [06002-1-06002-4]
3) Реологічний аналіз нанобурового розчину на основі TiO2 [06003-1-06003-5]
4) Дизайн і концепція платформи, яка дозволяє з’єднувати різні сонячні панелі та навантаження через понижуючий перетворювач DC-DC [06004-1-06004-6]
5) Швидкість осадження та електрохімічна корозійна поведінка композитних покриттів на основі нікелю [06005-1-06005-5]
6) Послідовна реологічна поведінка рідини на основі форміату при бурінні та капітальному ремонті свердловин [06006-1-06006-4]
7) Безсвинцеві п’єзоелектричні матеріали для медичної роботи [06007-1-06007-4]
8) Вплив тепловідводу на механічні, металургійні та мікроструктурні характеристики різнорідних з’єднань Al6061 та Al5052, виготовлених точковим зварюванням тертям із перемішуванням [06008-1-06008-5]
9) Вплив наночастинок у технології підвищення вилучення нафти на основі полімерів [06009-1-06009-4]
10) Стиснення MHD потоку разом із теплопередачею між паралельними пластинами за допомогою методу диференціального перетворення [06010-1-06010-5]
11) Калібрування мікроскопічної вимірювальної системи методом проекцій закодованих періодичних шаблонів [06011-1-06011-5]
12) Особливості сегрегації включень та мікроструктура зливків кремнію, отриманих електронно-променевим рафінуванням металургійного кремнію [06012-1-06012-5]
13) Компактна та мініатюрна дводіапазонна антена-мітка на основі метаматеріалу для IoT, технології RFID та додатків лікарняних послуг [06013-1-06013-6]
14) Реалізація VTFET із лінійно градуйованою роботою виходу бінарного металевого затвору з повітряною кишенею [06014-1-06014-6]
15) Параметричний аналіз шляхом моделювання брегівських ґраток та їх застосування як датчика [06015-1-06015-5]
16) Чисельне моделювання росту тонких плівок шляхом випадкового осадження з випаровуванням частинок [06016-1-06016-6]
17) Структурні та оптичні властивості нанокристалічних порошків оксиду міді індію, отриманих методом твердофазної реакції [06017-1-06017-5]
18) Новий підхід до проектування дводіапазонного смугового мікрохвильового фільтра (DBBPF) на основі квадратних симетричних резонаторів з метаматеріалу (SSRR) для додатків X- та Ku- діапазонів [06018-1-06018-5]
19) Дослідження фотолюмінесценції та термолюмінесценції нанолюмінофору алюмінату цинку, легованого диспрозієм (Dy3+) (Zn0.97Al2O4:0.03Dy) [06019-1-06019-6]
20) Релаксація електронного збудження молекули на шляху спіропіран ↔ мероціанін [06020-1-06020-7]
21) Покращена 4-портова MIMO антена на основі зменшення електромагнітного взаємного зв'язку з використанням CSRRs з метаматеріалу для додатків Sub-6 ГГц 5G [06021-1-06021-5]
22) Дослідження впливу оптимального складу електроліту на зародження та ріст тонких плівок сплаву Ni-Fe [06022-1-06022-5]
23) Вплив товщини плівки на властивості тонких плівок Co-ZnO, отриманих золь-гель методом [06023-1-06023-6]
24) Аналіз тертя, зношування та в’язкості мастила понгамієвої олії на основі наночастинок Fe3O4 [06024-1-06024-4]
25) Точково-контактна спектроскопія Mo/Si надґраток [06025-1-06025-4]
26) Сенсорні методи виявлення поліциклічних ароматичних вуглеводнів (PAHs) у промислових стічних водах [06026-1-06026-5]
27) Останні досягнення в електрохімічному перетворенні вуглекислого газу [06027-1-06027-5]
28) Поведінка міді CAD 110 (матеріал радіатора) як фрактальної структурованої антени RFID під час експлуатації при високій температурі [06028-1-06028-5]
29) Механічна спектроскопія і внутрішнє тертя в SiO2/Si [06029-1-06029-7]
30) Концентраційна залежність термодинамічних і динамічних параметрів високоентропійних сплавів [06031-1-06031-4]
31) Моделювання анормальної поведінки діода Шотткі на основі 6H-SiC за допомогою функції Ламберта [06032-1-06032-4]
32) Моделювання тандемного сонячного елементу CZTS/CZTSe за допомогою програмного забезпечення SCAPS-1D [06033-1-06033-10]
33) Про одне вдосконалення методу апроксимуючих функцій для задач з нелінійними середовищами [06034-1-06034-6]
