Електрохімічна поведінка пористого титанового електрода у фосфатній кислоті

Abstract

Методами циклічної вольтамперометрії та потенціометрії досліджено електрохімічні процеси на поверхні пористого титанового електрода в розчинах фосфатної кислоти. Встановлено, що у концентрованих розчинах на електроді встановлюється потенціал –0,30…–0,35 V незалежно від способу його попередньої підготовки, що вказує на активацію корозії. Різниця потенціалів катодних і анодних піків на циклічних вольтамперограмах становить близько 200 mV, що дає можливість припустити перебіг декількох спряжених процесів: зміну фазового складу поверхневих шарів на титані та окиснення/відновлення за участю розчинних форм у вигляді іонів Ті³⁺ та ТіО²⁺. Виявлено, що пришвидшують корозію титану в сильно кислих розчинах іони Ti³⁺, які накопичуються на поверхні електрода через повільну дифузію в його порах. Зафіксовано, що корозія гальмується внаслідок зменшення концентрації розчину, що призводить до гідролізу продуктів корозії з утворенням нерозчинних сполук.

Методами циклической вольтамперометрии и потенциометрии исследованы электрохимические процессы на поверхности пористого титанового электрода в растворах фосфорной кислоты. Установлено, что в концентрированных растворах на поверхности титанового электрода устанавливается потенциал –0,30…–0,35 V независимо от способа его предварительной подготовки, что указывает на активацию коррозии. Разница потенциалов катодных и анодных пиков на циклических вольтамперограммах составляет около 200 mV, что позволяет предположить протекание нескольких сопряженных процессов – изменение фазового состава поверхностных слоев титана и окисление/восстановление при участии растворимых форм в виде ионов Ti³⁺ и ТіО²⁺. Выявлено, что активатором коррозии титана в сильно кислых растворах являются ионы Ti³⁺, которые накапливаются на поверхности электрода из-за медленной диффузии в порах электрода. Торможение коррозии обусловлено снижением концентрации раствора, что приводит к гидролизу продуктов коррозии с образованием нерастворимых соединений.

The methods of cyclic voltammetry and potentiometry were used to study electrochemical processes on the surface of porous titanium electrode in solutions of phosphoric acid. In concentrated solutions on the titanium electrode surface potential is set –0.30…–0.35 V, regardless of the method of its preconditioning which indicates activation of the corrosion process. The difference of potentials of cathode and anode peaks on cyclic voltammograms was about 200 mV, which is associated with the occurrence of conjugated processes – changes in the phase composition of the surface layers of titanium and processes of oxidation/reduction with the participation of soluble forms in the form of Ti³⁺ and ТіО²⁺ions. It is established that the process of corrosion of titanium activator in strongly acidic solutions are Ti³⁺ ions, which accumulate on the electrode surface due to the slow diffusion in the electrode pores. Inhibition of corrosion occurs as a result of the solution concentration reduction that leads to the hydrolysis of corrosion products with formation of insoluble compounds.