Processes in solid state at anodic oxidation of a lead electrode in H2SO4 solution and their dependence on the oxide structure and properties

化学 光电化学 物理化学 电化学 电极
作者
D. Pavlov
出处
期刊:Electrochimica Acta [Elsevier BV]
卷期号:23 (9): 845-854 被引量:106
标识
DOI:10.1016/0013-4686(78)87005-4
摘要

Au cours de l'oxydation anodique d'une électrode de plomb dans une solution de H2SO4 dans la région des potentiels du PbO il se forme une couche anodique composée d'une couche dense de tet-PbO et d'une couche poreuse de PbSO4. La vitesse d'oxydation de Pb jusqu'à tet-PbO est contrôlée par le transport d'ions O2− à travers la couche de tet-PbO par un mécanisme lacunaire. Lorsqu'on dirige sur l'électrode un faisceau de lumière blanche des processus photo-électrochimiques menant à la transformation de tet-PbO en PbOn où 1 < n < 2 sont amorcés. PbOn est un électrolyte solide doté de propriétés de semiconducteur. Les processus d'oxydation photo-électrochimique de tet-PbO jusqu'à α-PbO2 sont discuté dans le cadre du schéma des bandes énergétiques des semiconducteurs. Ces études photo-électrochimiques indiquent qu'au cours de l'oxydation de tet-PbO jusqu'à α-PbO2 à l'état solide la bande interdite constitue la barrière énergétique la plus élevée. Dans la région des potentials du PbO2 le composé PbOn devient un semiconducteur à conductivitéélectronique. La corrosion anodique de l'électrode de plomb dans cette région est examinée compte tenu des propriétés de semiconducteur de l'oxyde. La corrosion a lieu en deux étapes. Au cours de la première étape le plomb est oxydé jusqu'à tet-PbO et au cours de la seconde PbO est oxydé à l'état solide jusqu'à α-PbO2. Dans le cas du second processus la bande interdite constitue la barrière énergétique la plus élevée. Cette dernière peut être surmontée par des états de surface qui se forment à l'interface oxyde/solution au course de la réaction de dégagement d'oxygène. Il s'agit de radicaux O− et d'atomes d'oxygène. Ces derniers pénètrent dans la couche d'oxyde par un mécanisme lacunaire et amènent l'oxydation du plomb jusqu'à tet-PbO et de tet-PbO jusqu'à α-PbO2. Les processes à l'état solide dans la couche de PbOn sont favorisés par la structure cristalline en couches, ainsi que par les configurations semblables des mailles élémentaires de tet-PbO et de αPbO2. Bei der anodischen Oxidation der Bleielektrode in H2SO4 Lösung in PbO-Potentialbereich bildet sich eine anodische Deckschicht aus, beste hend aus einer dichten Schicht tet-PbO und einer porösen Schicht PbSO4. Die Oxidationsgeschwindigkeit von Pb zu tet-PbO wird bestimmt durch den Transport von O2−-Ionen durch die tet-PbO-Schicht, welcher durch einen Lock-Mechanismus stattfindet. Bei Belichtung der Elektrode mit weißem Licht finden in der anodischen Deckschicht photoelektrochemische Prozesse statt, die eine Umwandlung von tet-PbO in PbOn (1 < n < 2) bewirken. PbOn ist ein Festelektrolyt mit Halbleitereigenschaften. Die Reaktionen bei der photoelektrochemischen Oxidation von tet-PbO zu α-PbO2 werden mittels des Bänder-Modells von Halbleitern beschrieben. Wie photoelektrochemische Untersuchungen zeigen, ist bei der Oxidation von tet-PbO zu α-PbO2 im Festkörper die höchste Energiebarriere die verbotene Zone. Im Potentialgebeit von PbO2 wandelt sich PbOn in einen Halbleiter mit Elektronenleitfähigkeit um. Die anodische Korrosion der Pb-Elektrode in diesem Potentialbereich wird erklärt mit den Halbleitereigenschaften des Oxids. Die Korrosion findet in zwei Schritten statt. Im ersten Schritt wird Pb zu tet-PbO oxidiert, im zweiten Schritt wird in einer Festkörperreaktion tet-PbO zu α-PbO2 oxidiert. Im zweiten Schritt ist die höchste Energiebarrier die verbotene Zone. Ihre Überwindung ist möglich durch Bildung von Oberflächenzuständen in der Oxid/Elektrolyt-Interphase bei der Sauerstoffentwicklung, es bilden sich O−-Radikale und O-Atome. Diese dringen in die Oxidschicht ein mittels eines Loch-Mechanismus und oxidieren Pb zu tet-PbO und ebenfalls tet-PbO zu α-PbO2. Da tet-PbO and α-PbO2 eine Schrichtenkristallstruktur zeigen, sind die Festkörperreaktionen in der PbOn Schicht sehr wahrscheinlick. During anodic oxidation of the lead electrode in H2SO4 solution in PbO potential region an anodic deposit is formed containing a dense layer of tet-PbO and a porous layer of PbSO4. The rate of oxidation of Pb to tet-PbO is determined from the transport of O2− ions through the tet-PbO layer by a vacancy mechanism. On illumination of the electrode with white light photoelectrochemical processes proceed in the anodic layer leading to the transformation of tet-PbO into PbOn where (1 < n < 2). PbOn is a solid electrolyte with semiconductor properties. The processes of photoelectrochemical oxidation of tet-PbO to αPbO2 are discussed on the basis of the band energy scheme of semiconductors. These photoelectrochemical investigations show that at oxidation of tet-PbO to αPbO2 in solid state the highest energy barrier is the band gap. In the PbO2 potential region the PbOn transforms into a semiconductor with electrone conductivity. The anodic corrosion of the Pb electrode in this region is discussed on the basis of semiconductor properties of the oxide. The corrosion proceeds in two stages. During the first Pb is oxidized to tet-PbO and at the second stage tet-PbO is oxidized in solid state to αPbO2. For the second process the highest energy barrier is the band gap. Its overcoming is realized by surface states forming at the oxide/solution interface during the reactions of oxygen evolution. These are O− radicals and O atoms. They penetrate into the oxide layer by an oxygen vacancy mechanism and oxidize the Pb to tet-PbO as well as the tet-PbO to αPbO2. The processes in solid state in the PbOn layer are favoured by the layer crystal structure and by the similar shape of the unit cells of tet-PbO and αPbO2.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
燕子发布了新的文献求助10
1秒前
南怀发布了新的文献求助10
4秒前
燕子完成签到,获得积分10
5秒前
6秒前
李爱国应助啾啾采纳,获得10
6秒前
7秒前
8秒前
龙文发布了新的文献求助10
10秒前
10秒前
会飞的猪完成签到 ,获得积分10
10秒前
13秒前
14秒前
15秒前
aa发布了新的文献求助10
16秒前
一路硕博完成签到 ,获得积分10
16秒前
16秒前
19秒前
19秒前
Owen应助海的呼唤采纳,获得10
19秒前
优秀的不悔完成签到,获得积分10
20秒前
唯博发布了新的文献求助10
21秒前
lizishu应助雪落你看不见采纳,获得10
21秒前
桐桐应助shw采纳,获得10
21秒前
ywhys完成签到,获得积分10
22秒前
22秒前
23秒前
cindyxym发布了新的文献求助10
24秒前
情怀应助STAN采纳,获得10
24秒前
深情安青应助徐长卿采纳,获得10
26秒前
来福萨克斯完成签到 ,获得积分10
27秒前
蒋22完成签到 ,获得积分10
28秒前
刘巴旦发布了新的文献求助10
29秒前
29秒前
29秒前
汉堡包应助dailj采纳,获得10
30秒前
31秒前
CipherSage应助Tsuki采纳,获得30
31秒前
31秒前
shw发布了新的文献求助10
34秒前
pluto应助科研通管家采纳,获得10
34秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
APA handbook of humanistic and existential psychology: Clinical and social applications (Vol. 2) 2000
Cronologia da história de Macau 1600
Handbook on Climate Mobility 1111
Lloyd's Register of Shipping's Approach to the Control of Incidents of Brittle Fracture in Ship Structures 1000
BRITTLE FRACTURE IN WELDED SHIPS 1000
Intentional optical interference with precision weapons (in Russian) Преднамеренные оптические помехи высокоточному оружию 1000
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 纳米技术 计算机科学 化学工程 生物化学 物理 复合材料 内科学 催化作用 物理化学 光电子学 细胞生物学 基因 电极 遗传学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6175635
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8003267
关于积分的说明 16646173
捐赠科研通 5278798
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2815065
邀请新用户注册赠送积分活动 1794759
关于科研通互助平台的介绍 1660212