Wpływ morfologii warstwy na jakość elektrochemiczną elektrody diamentowej

• Autorzy: Kowalska M. , Fabisiak K. , Wrzyszczyński A.

Identyfikatory

DOI

dx.medra.org/10.12916/przemchem.2014.1712

Warianty tytułu

EN

Effect of surface morphology on the electrochemical quality of diamond electrodes

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Elektrody diamentowe o różnej morfologii powierzchni i różnych właściwościach fizycznych zostały wyprodukowane metodą chemicznego osadzania z fazy gazowej (HFCVD). Jedynym parametrem, który zmieniano podczas syntezy była zawartość metanolu w gazie roboczym. Ocenę jakości diamentu i identyfikację innych niż diamentowa faz węgla w wytworzonych warstwach prowadzono za pomocą spektroskopii Ramana. Właściwości elektrochemiczne otrzymanych elektrod badano przy użyciu woltamperometrii cyklicznej (CV), stosując podstawowe pary redoks [Fe(CN)₆]⁴⁻/³⁻ w 0,1 M Kcl. Metoda CV pozwoliła również określić wpływ jakości diamentu, morfologii powierzchni oraz zawartości fazy węgla amorficznego na kinetykę reakcji elektrochemicznych zachodzących na powierzchni elektrod diamentowych oraz określić ich czułość. Zbadano parametry kinetyczne reakcji, takie jak stała szybkości reakcji oraz współczynnik przenoszenia ładunku (elektronu). Uzyskane wyniki wskazują, że analityczna wydajność niedomieszkowanych elektrod diamentowych może być kontrolowana poprzez zmianę zawartości węglowodoru w gazie roboczym, mającą wpływ na zawartość fazy węgla amorficznego w uzyskanych elektrodach diamentowych. Prowadzone badania miały na celu poznanie procesów zachodzących na powierzchni diamentu, a w szczególności jego oddziaływania z elektrolitem, co ma duże znaczenie w zastosowaniu elektrod diamentowych jako sensorów chemicznych, jak również elektrod stosowanych do utleniania zanieczyszczeń organicznych.

EN

W substrate was covered with thin diamond layer by hotfilament chem. vapor deposition from MeOH/H₂ mixt. At 1100 K. Three electrodes were studied for electrochem. behavior by cyclic voltammetry and for phys. properties by electron microscopy and Raman spectroscopy.

Słowa kluczowe

PL

elektroda diamentowa; jakość elektrochemiczna; morfologia powierzchni

EN

diamond electrode; electrochemical quality; surface morphology

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Przemysł Chemiczny
• Rocznik: 2014
• Tom: T. 93, nr 10
• Strony: 1712--1715
• Opis fizyczny: Bibliogr. 26 poz., il., tab., wykr.

Twórcy

autor

Kowalska M.

• Katedra Fizykochemii i Technologii Związków Organicznych, Wydział Technologii i Inżynierii Chemicznej, Uniwersytet Technologiczno-Przyrodniczy, ul. Seminaryjna 3, 85-326 Bydgoszcz

autor

Fabisiak K.

• Uniwersytet Kazimierza Wielkiego, Bydgoszcz

autor

Wrzyszczyński A.

• Uniwersytet Technologiczno-Przyrodniczy, Bydgoszcz

Bibliografia

• 1. A. Kraft, Int. J. Electrochem. Sci. 2007, 2, 355.
• 2. W. Jiadao, L. Fengbin, C. Haosheng, C. Darong, Mater. Chem. Phys. 2009, 115, 590.
• 3. M. C. Granger, J. Xu, J. W. Strojek, G. M. Swain, Anal. Chim. Acta 1999, 397, 145.
• 4. A. Perret, W. Haenni, N. Skinner, Diamond Relat. Mater. 1999, 8, 820.
• 5. M. Yoshimura, K. Honda, R. Uchikado, T. Kondo, T.N. Rao, D.A. Tryk, i in. Electrochim. Acta 2002, 47, 4373.
• 6. E. Mahe, D. Devilliers, Ch. Comninellis, Electrochim. Acta 2005, 50, 2263.
• 7. M. Kowalska, A. Wrzyszczyński, K. Fabisiak, Przem. Chem. 2012, 91, nr 11, 91.
• 8. F. Maier, J. Ristein, L. Ley, Phys. Rev. B 2001, 64, 165411.
• 9. S. Ferro, A. D. Battisti, I. Duo, C. Comninellis, W. Haenni, A. Perret, J. Electrochem. Soc. 2000, 147, 2614.
• 10. J. Iniesta, P. A. Michaud, M. Panizza, C. Comninellis, Electrochem. Commun. 2001, 3, 346.
• 11. C. Reuben, E. Galun, H. Cohen, R. Tenne, R. Kalish, Y. Muraki, K. Hashimoto, A. Fujishima, J. M. Butler, C. Lévy-Clément, J. Electroanal. Chem. 1995, 396, 233.
• 12. M. Panizza, I. Duo, P. A. Michaud, G. Cerisola, C. Comninellis, Electrochem. Solid-State Lett. 2000, 3, 550.
• 13. P. A. Michaud, C. Comninellis, W. Haenni, A. Perret, M. Fryda, Pat. międzynar. 2000-EP9712 2001025508 (2001).
• 14. D. Gandini, E. Mahé, P. A. Michaud, W. Haenni, A. Perret, C. Comninellis, J. Appl. Electrochem. 2000, 30, 1.
• 15. M. Panizza, P. A. Michaud, G. Cerisola, C. Comninellis, J. Electroanal. Chem. 2001, 507, 206.
• 16. M. A. Rodrigo, P. A. Michaud, I. Duo, M. Panizza, G. Cerisola, C. Comninellis, J. Electrochem. Soc. 2001, 148, D60.
• 17. J. Iniesta, P. A. Michaud, M. Panizza, G. Cerisola, A. Aldaz, Ch. Comninellis, Electrochim. Acta 2001, 46, 3573.
• 18. W. Yun-Hai, Ch. Qing-Yun, L. Guo, L. Xiang-Lin, Anodic materials with high energy efficiency for electrochemical oxidation of toxic organics in waste water, industrial waste, InTech Europe, 2012.
• 19. I. Duo, Control of electron transfer kinetics at boron-doped diamond electrodes by specific surface modification, praca doktorska, EPFL, Lausanne 2003.
• 20. R. Torz-Piotrowska, K. Fabisiak, K. Paprocki, M. Szybowicz, E. Staryga, A. Banaszak, J. Phys. Chem. Solids Sol. 2011, 72, 1225.
• 21. M. Mermoux, B. Marcus, G. M. Swain, J.E. Butler, J. Phys. Chem. B 2002, 106, 10816.
• 22. L. Mosinska, M. Kowalska, P. Popielarski i in., Material. Sci. 2013, 31, 146.
• 23. J. A. Bennet, J. Wang, Y. Show, G.M. Swain, J. Electrochem. Soc. 2004, 151, E306.
• 24. I. Duo, A. Fujishima, Ch. Comninellis, Electrochem. Commun. 2003, 5, 695.
• 25. A. J. Bard, L. R. Faulkner, Electrochemical methods, fundamentals and applications, John Wiley & Sons, New York 2001.
• 26. K. Fabisiak, A. Banaszak, M. Kaczmarski, M. Kozanecki, Opt. Mater. 2006, 28, 106.

Uwagi

PL

Praca powstała we współpracy z Miejskimi Wodociągami i Kanalizacją w Bydgoszczy oraz z B&B Stal. Badania finansowane były z BSM-38/2013.