Ταλαντώσεις Δυναμικού στην απόθεση Κοβαλτίου: Επίδραση pH και συγκέντρωσης ιόντων Κοβαλτίου:
Creators: name: Μιχαήλ, Κυριακή Βάσου
Publisher: name: Aristotle University of Thessaloniki
Year: 2010
Subjects: Ηλεκτροαπόθεση Κοβαλτίου
Ταλαντώσεις δυναμικού
Επίδραση pH
Cobalt electrodeposition
Potential oscillations
Effect of the pΗ value

description: Η ηλεκτροαπόθεση μετάλλων είναι η ηλεκτροχημική διαδικασία απόθεσης στερεών μετάλλων στην επιφάνεια αγώγιμων υλικών. Οι ταλαντούμενες ηλεκτροαποθέσεις μετάλλων έχουν αποκτήσει ιδιαίτερο ενδιαφέρον κατά την διάρκεια των τελευταίων ετών εξαιτίας της πιθανής εφαρμογής τους στο σχηματισμό υλικών με μίκρο- και νάνο-δομή ελεγχόμενης χημικής σύστασης και μορφολογίας. Στην εργασία αυτή γίνεται μια πρώτη προσέγγιση διερεύνησης της δυνατότητας ελέγχου της χημικής σύστασης και μορφολογίας αποθεμάτων του κοβαλτίου μέσω της ρύθμισης των χαρακτηριστικών (π.χ. πλάτος, συχνότητα) των ταλαντώσεων δυναμικού. Οι ταλαντώσεις δυναμικού κατά την ηλεκτροαπόθεση κοβαλτίου εμφανίζονται εξαιτίας της επίδρασης της παράλληλης αντίδρασης έκλυσης του υδρογόνου, η οποία οδηγεί σε αύξηση του pH τοπικά στην επιφάνεια του ηλεκτροδίου και σχηματισμό του υδροξειδίου του κοβαλτίου. Ειδικότερα, εξετάζεται η επίδραση της συγκέντρωσης των ιόντων κοβαλτίου στο διάλυμα και του pH στην απόθεση κοβαλτίου από θεϊικά διαλύματα σε υποστρώματα κοβαλτίου και χρυσού, με χρήση ηλεκτροχημικών τεχνικών ελεγχόμενου ρεύματος αλλά και δυναμικού. Διαπιστώνεται ότι, αύξηση της συγκέντρωσης των ιόντων κοβαλτίου συμπιέζει την έκλυση υδρογόνου με αποτέλεσμα την αύξηση της απόδοσης ρεύματος για την απόθεση, ενώ ο μηχανισμός απόθεσης και η εμφάνιση ταλαντώσεων εξαρτώνται από το pH του διαλύματος. Από την ανάλυση των ηλεκτροχημικών δεδομένων που πάρθηκαν με διάφορες τεχνικές προτείνεται μηχανισμός ταλάντωσης βάσει του οποίου φαίνεται δυνατή η ρύθμιση της χημικής σύστασης και μορφολογίας του αποθέματος κοβαλτίου.
description: Metal electrodeposition is an electrochemical process that allows the preparation of solid deposits on the surface of conductive materials. One of the most interesting self-organization phenomena, is the oscillatory electrodeposition, that makes possible the formation of micro- and nanostructured materials. This work presents a first approach towards exploring the possibility to control the chemical deposition and morphology of the cobalt deposits via the modulation of the frequency and amplitude of potential oscillation. The origin of potential oscillations observed during cobalt electrodeposition, is attributed to the parallel hydrogen evolution reaction, which leads to the increase of the pH on the surface of the electrode and to the formation of cobalt hydroxide. In particular, the influence of pH and cobalt ion concentration on the deposition of cobalt from sulfate solutions, on gold and cobalt electrodes, is studied using electrochemical techniques under current- and potential- controlled conditions. It seems that by increasing the cobalt ion concentration the hydrogen evolution is suppressed resulting in an increase of the current efficiency for the cobalt electrodeposition. The electrodeposition mechanism and the onset of potential oscillations, both depend on the solution pH. On the basis of the electrochemical data obtained using different techniques, an oscillation mechanism it is suggested, through which the control of the morphology and chemical composition of cobalt deposits it seems possible.