Способ электрохимической активации электродов преобразователей

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советсинн

Социалистических

Республик

<и1983780 (61) Дополнительное к авт. свил-ву (22) Заявлено 28. 07. 81 (21) 3329575/18-10 (53)N. Кв. с присоединением заявки М

I ! (23) Приоритет

РкуллрвтвенныС квинтет

СССР ао аваан нзвбретеннй н втерытнЯ (53) УДК g2 y,3Р

1088.8}

Опубликовано 23.12.82. Бюллетень М47

Дата опубликования описания 27. 12.82

Ь ч .-

И.Г. Щигорев и l0.Н. Осипов (72) Авторы изобретения

1 т

Научно-производственное объединение " ант" (71) Заявитель (54) СПОСОБ ЭЛЕКТРОХИИИЧЕСКОЙ АКТИВАЦИИ

ЭЛЕКТРОДОВ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ

1 2

Изобретение относится к приборо-, щего его.снятия током обратной полярстроению, в частности к восстанов- ности. Процесс осаждения и снятия лению и стабилизации эксплуатацион- повторяют до получения стабильной ных характеристик преобразователей активности электродов t Z >. молекулярной электроники, в которых Недостатком этого способа являет" используется обратимая иод-иодидная ., s ся неприменимость его для осуществокислительно-восстановительная сис-.. ления эффективной очистки поверхтена с платиновыми электродами, на- ности электрода от поверхностно-атт" пример, диффузионных .преобразователей, тивных примесей, так как поте щиай предназначенных для регистрации меха- электрода, -который определяет еткнс нических воздействий (скорость, уско- то ление (восстановление) и двсорбцяв рение, смещение почвы, перепад атмос- примесей с поверхности электрода, ферного давления и др. 1. в процессе электрохимического осант

Известен. способ анодной активации дения и снятия активного вещества платинового электрода в растворе остается не контролирующим н не доссерной кислоты (1 3. > тигает эффективного значения при

Недостатком данного способа явля- стационарно-диффузионных токах, коется необходимость разборки преоб- торые используются в данном способе. разователя и замены иод-иодидной сис- Наиболее близким по технической темы на раствор серной кислоты, сущности и достигаемому результату

Известен способ электрохимической является способ электрохимическои активации электродов путем электро- актйвации, заключающийся в циклихимического нанесения на поверхность ческой обработке рабочего электрода электрода активного слоя и последую- катодно-анодным током с непрерывным

3 98 контролем потенциала активации и периодическим контролем чувствительнос ти, причем цикл повторяют до получения стабильной чувствительности преобразователя (3 3.

Недостатком известного способа является длительность процесса активации из-за недостаточно высоких рабочих токов активации и кратковремен ного пребывания электрода при потенциале окисления (восстановления) и десорбции примесей в каждом цикле (в конце цикла на доли секунд), причем в анодном цикле актйвации потенциал электрода не достигает высокого значения, так как концентрация (КЕ 3.

ЯГер3

Целью изобретения является интенсификация процесса активации электро дов преобразователей.

Указанная цель достигается тем, что на рабочий электрод подают напряжение, равное предельно допустимому катодному потенциалу, на время

3-5 с, затем на электрод подают напряжение, равное предельно допустимому анодному потенциалу на такой же период времени, при этом в процессе активации преобразователь подвергают механическим воздействиям.

На фиг. 1 показана зависимость тока активации от времени при наложении на электрод предельно допустимого значения катодного 0,9 В (кривая 1j и анодного 1, 0 В (кривая 2) потенциала; на фиг. 2 — катодная (кривая 1) и анодная (кривая 2) поляризационные характеристики активируемого электрода преобразователя в иодидном электролите состава О, 1 н

I + 4,0 í KI; на фиг. 3 приведена электрическая схема включения преобразователя, позволяющая реализовать предлагаемый способ активации.

Схема включает потенциостат, регистратор выходного сигнала, вольтметра и диффузионного датчика. Диффузионный датчик состоит. из корпуса 1, ограниченного с торцовых сторон мембранами 2, выполненного из инертного к электролиту материала (например, фторопласта или пентона), разделенного на два отсека перегородкой, содержащей узкий канал 3, в котором располагается преобразователь потока в электрический сигнал, состоящий из четырех электродовдвух анодов (противоэлектродов) 4 и двух катодов (рабочих электородов) 5.

3780

5

$5

Внутренняя полость преобразователя заполнена электролитом 6, образующим совместно с электродами преобразователя обратимую окислительновосстановительную систему.

Рабочие электроды 5,подвергающиеся активации, подключаются к клемме потенциостата "рабочий электрод", а один из противоэлектродов 2 — к клемме "вспомогательный электрод" . В качестве электрода сравнения используют второй неполяризуемый электрод

4, который подключается к клемме потенциостата "электрод сравнения".

Значение потенциалов активации устанавливается потенциометрами U и Uf2, расположенными на блоке 7 эталонных напряжений. Контроль потенциала на рабочем электроде осуществляется вольтметром. Значение тока активации

/ контролируется самописцем, подключенным к клемме потенциостата "регистратор" .

В момент наложения потенциала ток активации скачкообразно возрастает, а затем уменьшается (фиг. 1). Ток в максимуме в 20-25 раз превышает ток активации, который используется в известном способе. Для получения более высоких токов активации преобразователь в процессе активации подвергают возмущению (механическим воздействиям, например, ускорению, вибрации и др.), в результате которого активируемый электрод омывается потоком рабочего электролита, что ускоряет подвод к электроду электровосстанавливающихся I> (при катодной активации) и электроокисляющихся Е (при внодной активации) частиц и отвод продуктов реакции.

Через 3- с ток активации уменьшается на 80-904, приближаясь к стационарному значению (площадка предельного тока), которое сравнимо с током активации в известном способе.

Поэтому активацию (анодную или катодную) заканчивают, когда ток упадет до стационарного значения. Время спада тока определяет продолжительность катодной (анодной) активации.

Пример. 1. Диффузионный преобразователь подключают к потенциостату как трехэлектродную электрохимическую ячейку: рабочий электрод преобразователя к клемме "рабочий электрод :, противоэлектрод — к клемме "вспомогательный электрод" и втоS 98378 рой противоэлектрод - клемме "электрод сравнения" (фиг. 3).

2. Преобразователь с помощью специального устройства подвергают возмущению (ускорению, вибрации), при S котором через канал рабочего электрода протекает поток электролита с обьемным расходом 10 9 — 10 1О мз-с ".

3. Снимают катодную и анодную поляризационные характеристики рабочего 1в электрода относительно равновесного неполяризуемого (второго) противоэлектрода (фиг. 2}, по которым определяют максимально допустимое значение катодного (-0,9 В ) и анодного (1,0 В) потенциалов, соответствующих резкому возрастанию тока на поляризационных кривых, обусловленному началу разложения электролита и выделению газов: водорода при катодной 2о поляризации и кислорода при анодной.

4. Снимают зависимость тока активации от времени (фиг. 1) при наложении на электрод постоянного предель но допустимого значения катодного 25

-0,9 В (кривая 1) и анодного 1,0 В (кривая 2) потенциала и определяют продолжительность катодной (Тк = 3 с) и анодной (Т = 4 c) активации, где

Т - время, за которое ток активации 30 уменьшается с момента наложения потенциала приблизительно на 904, приближаясь к стационарному значению (площадка предельного тока), 5. Устанавливают на блоке эталонных напряжений 7 потенциалы активации: на первом источнике эталонного напряжения U значение - 0,9 В,. а на втором U значение +1,0 8.

6. Устанавливают тумблер U<-U< в положение U что соответствует значению потенциала на рабочем элект" роде -0,9 В.

7. Через 3 с переключатель U -U> переводят в положение 13, что соответствует потенциалу на рабочем электроде +1,0 В, и выдерживают электрод при данном потенциале 4 с.

8. Укаэанный цикл анодно-катодной активации повторяот 4-5 раз, после чего проводят контроль чувствительности электродов преобразователя. С этой целью на рабочий электрод подают потенциал - 0,5 В и подвергают преобразователь калиброванному возмущеSS нию во всем рабочем диапазоне и с помощью регистратора тока КСП - 4 измеряют реакцию датчика (в виде измерения диффузионного тока ) на это

0 6 возмущение. Чувствительность датчика определяется как отношение изменения величины тока к величине калибровочного возмущения.

9. Процесс активации с последующим контролем чувствительности преобра-. зователя повторяют до получения максимальной чувствительности, которая не изменяется при дальнейшем циклировании потенциала (тока) активации.

Интенсификация процесса активации заключается в уменьшении времени активации (количества циклов) и достигается за счет следующих факторов: более высоких токов активации, при которых большое количество активных центров принимает участие в элект-. рохимической реакции разряда-ионизации иода; более длительного нахождения электрода при потенциале активации за счет поддержания постоянного зна"" чения потенциала в течение всего периода катодной или анодной активации; за счет создания потока рабочего электролита в измерительном канале, который способствует повышению токов активации и эффективному удалению из канала десорбированных с поверхности электрода продуктов окисления (восстановления) примесей поверхностно-активных веществ.

Изобретение позволяет сократить продолжительность полной активации в 40-50 раз, при этом не требуется выключение датчиков из измерительной системы, что приводит к экономии рабочего времени. формула изобретения

Способ электрохимической актива" ции электродов преобразователей, заключающийся в циклической обработке рабочего электрода катодно-анодным током с непрерывным контролем потенциала активации и периодическим конт" ролем чувствительности, причем цикл повторяют до получения стабильной чувствительности преобразователя, о тл и .ч а ю шийся тем, что, с целью интенсификации процесса активации, на рабочий электрод подают напряжение, равное предельно допустимому катодному потенциалу, на время

3-5 с, затем на электрод подают напряжение, равное предельно допустимому анодному потенциалу на такой же период времени, при этом в процессе активации преобразователь подвер" гают механическим воздействиям.

Источники ин©ормации принятые во внимание при экспертизе

1. Дамаскин б.б. и др. Введениев электрохимическую кинетику. M., "Высшая школа", 1975, с. 361.

983780 8 2. Авторское свидетельство СССР

11 508812, кл. Н 01 G 9/22, 1974, 3. Авторское свидетельство СССР по заявке М 2949978, кл. Н 01 G 9/22, 29. 01. 81 (прототип) .

983780

Составитель И, Полунина

Рецактоо А Шанцор ТехцедЛ.Пекарь Корректор Е. Рашко

Закав 9935/62 Тираж 761 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

11/0)g Москва, Ж-, Ра шская наб,ц 11Д

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,