hrvatski

Elektrokatalitička svojstva rutenija

Interes za elektrokemiju rutenija značajno se povećao uvođenjem dimenzionalno-stabilnih RuO_2 elektroda kao izuzetno pogodnog katalitičkog materijala u klor-alkalnoj industriji, za reakcije izlučivanja klora i kisika, te redukcije kisika. Rutenij se u kombinaciji s platinom također primjenjuje u elektrokataličkim reakcijama oksidacije malih organskih molekula, jer značajno povećava katalitičku aktivnost osnovne komponente. Radi toga se Pt-Ru bimetalni katalizatori smatraju najboljim katalizatorima za primjenu u gorivnim člancima. U ovom radu istraživane su polikristalinične Ru-elektrode, priređene elektrodepozicijom iz 1 moldm^-3 HClO_4 otopine koja je sadržavala RuCl_3´3H_2O, kao izvor Ru iona. Svježe priređene elektrode istraživane su uporabom cikličke voltametrije (CV), linearne polarizacije (LP) i elektrokemijske impedancijske spektroskopije (EIS) s ciljem in situ studiranja površinskih procesa, koji su od interesa za katalitičku aktivnost rutenija. Mjerenja su provedena uz pomoć EG&G PAR potenciostata/galvanostata, model 273/97, povezanog s računalom. Rezultati istraživanja pokazali su da je rutenij katalitički aktivan u širokom potencijalnom području. Na najnegativnijim potencijalima (oko 0 V) katalizira redukciju kisika, u srednjem potencijalnom području (0.2-0.8 V) oksidaciju manjih organskih molekula kao što su CH_3OH, CO itd, a na najpozitivnijim potencijalima (>1.4 V) izlučivanje kisika. U kiselom mediju na površini rutenija već u vodikovom području započinje adsorpcija kisikovih specija (OH^- i H_2O), što omogućava da se anodnom polarizacijom rutenij oksidira preko niza intermedijera, stvarajući nestehiometrični hidratizirani površinski film oksi/hidroksi specija. Ovaj film izvor je kisika za oksidaciju adsorbiranih intermedijera, nastalih oksidacijom organskih molekula. Proces oksidacije rutenija to je ireverzibilniji što je primjenjena anodna polarizacija pozitivnija. Na najpozitivnijim potencijalima rutenij korodira uz koevoluciju kisika. Utvrđeno je da je proces redukcije kisika na ruteniju u katodnom potencijalnom ciklusu kontroliran brzinom prijenosa mase, a kinetički su parametri određeni uporabom rutenijeve rotirajuće disk elektrode.

rutenij; rutenijevi oksidi; elektrodepozicija; ciklička voltametrija; impedancijska spektroskopija; elektrokataliza

nije evidentirano