Page 114 - Zmist-n3-2015-new

Її перебіг спричиняє зростання рН у приповерхневому шарі з одночасним утво-
ренням нерозчинних гідроксидів, що забруднюють модифіковану поверхню.
Щоб цьому запобігти, гальванічне заміщення запропоновано здійснювати у не-
водному середовищі, зокрема у диметилформамідних (DMF) розчинах [2, 4].
Мета роботи – вивчити осадження золота та системи золото–паладій на по-
верхні магнію гальванічним заміщенням у диметилформамідних розчинах.
Експериментальна частина. Осадження золота та системи золото–паладій
здійснювали гальванічним заміщенням на магнії у DMF розчинах 0,004 М HAuCl 4
та 0,004 М HAuCl 4 + (0,004…0,01) M PdCl 2 за 20...60°С. Робочу частину магнієвої
поверхні (торець диска) діаметром 30 mm перед кожним експериментом зачища-
ли дрібнозернистим полірувальним папером, після чого хімічно протравлювали у
5%-му гліцериновому розчині ацетатної кислоти. Поверхню промивали дистильо-
ваною водою, ізопропанолом і висушували на повітрі за температури 60°С. Галь-
ванічне заміщення виконували у термостатованому скляному посуді з об’ємом
3
розчину 50 cm на обертовому магнієвому диску (швидкість обертання 1000 rpm),
відповідно до методики [4]. Після завершення процесу зразки промивали у DMF,
ізопропанолі та сушили на повітрі за температури 60°С.
Морфологію і склад одержаного осаду досліджували за допомогою скану-
вального електронного мікроскопа РЕММА-102-02. Зображення модифікованої
поверхні отримали, реєструючи вторинні електрони шляхом сканування елек-
тронним пучком з енергією 20 kV. Хімічний склад одержаних осадів досліджува-
ли за допомогою рентгенівського енергодисперсійного аналізу (EDX).
Вольтамперні залежності досліджували у термостатованій триелектродній
–1
комірці за швидкості розгортки 20 mV·s , використовуючи потенціостат IPC-
Pro 200. Для зняття катодних поляризаційних кривих робочим електродом слугу-
вав торець склографітового стрижня діаметром 3 mm, для анодних – торець маг-
нієвого стрижня діаметром 5 mm. Протиелектрод – платинова пластина площею
2
6 cm , електрод порівняння – насичений хлоридсрібний.
Результати та їх обговорення. В результаті гальванічного заміщення у
DMF розчинах Н[AuCl 4] на поверхні магнію утворюється осад золота у вигляді
мікроплівки (рис. 1). Розміри структурних складників останньої зменшуються із
підвищенням температури. Так, якщо за 20°С вони становлять 1,0…3,0 mm
(рис. 1b), то за 60°С – 0,3…1,0 (рис. 1с).
Як видно з рис. 2, швидкість електрогенеруючої реакції на мікроанодах за
температури 60°С (крива 3) суттєво переважає таку ж за 20 і 40°С (криві 1, 2
відповідно):
2+ 0
(microanode): Mg → Mg + 2e (E = –2,34 V), (4)
– – 0
(microcathode): [AuCl 4] + 3е → Au + 4Cl (E = 1,002 V), (5)
2+ 0
(microcathode): Pd + 2е → Pd (E = 0,987 V). (6)
Відтак відновлення золота (5) на мікрокатодах відбувається за вищих густин
струмів (і Au), що сприяє зростанню швидкості зародкоутворення. Як наслідок,
формування дрібнішого кристалічного осаду.
Невелика різниця значень стандартних електродних потенціалів відновлення
золота (5) і паладію (6) сприяє співосадженню цих металів під час гальванічного
заміщення магнієм (рис. 3а). Порівняно з осадами золота (рис. 1) розміри части-
нок системи золото–паладій значно менші (рис. 3b, c) – 0,1…0,3 mm. Це можна
пояснити по-перше, більшими значеннями струмів гальванічного заміщення під
час співосадження Au і Pd (рис. 2, і Au–Pd) порівняно з осадженням Au (і Au) на мік-
рокатодах магнієвої поверхні, по-друге, впливом іншої фази. Останнє характерно
під час електрохімічного співосадження двох металів [8] і проявляється у “полег-

113