ВАРІАТИВНІСТЬ ВПЛИВУ ІОННИХ ФОРМ СПЛАВОТВІРНИХ КОМПОНЕНТІВ НА СКЛАД ПОКРИТТІВ КОБАЛЬТ-ВАНАДІЙ
DOI:
https://doi.org/10.20998/2079-0821.2026.01.03Ключові слова:
іонні форми, оксид ванадію, ванаділ сульфат, покриття Co-V, режим електролізу, морфологія поверхніАнотація
Досліджено вплив іонних форм сплавотвірних компонентів в розчині на склад покриттів кобальт-ванадій. Покриття осаджувались з цитратного електроліту, який містить 0,2 моль/дм3 ванадію (в перерахунку на метал) у формі оксиду ванадію (V) або ванадил (IV) сульфату. Процес проводили за допомогою стаціонарного або імпульсного режимів електролізу з густиною струму 6–12 А/дм2 та 2–10 А/дм2 відповідно. Використання ванадил сульфату VOSO4 дозволило отримати електроліт з більш високим вмістом іонів оксованадію (IV) [VO(C6H5O7)2]4- ніж при застосуванні оксиду ванадію V2O5. Це досягнуто завдяки високій розчинності ванадил сульфату у воді та полегшеному утворенню ванадієм комплексів з іонами цитрату. Такий електроліт легший в приготуванні, так як дозволяє уникнути багатостадійності при отриманні цитратного комплексу оксованадію (IV) внаслідок зміни ступеня окиснення ванадію у сполуках, та стабільніший під час роботи. Електроосаджені покриття з електроліту, що містить ванадил сульфат мають більш однорідну та мікрокристалічну структуру в порівнянні з покриттями, отриманими з електроліту з оксидом ванадію. Використання ванадил сульфату також дозволяє отримувати покриття з більш високим вмістом ванадію в порівнянні з вмістом ванадію у покриттях, отриманих з електроліту, що містить оксид ванадію при реалізації обох режимів електролізу. Застосування імпульсного режиму електролізу призводить до осадженню покриттів з більшим вмістом ванадію в порівнянні з вмістом ванадію у покриттях, осаджених за допомогою стаціонарного режиму електролізу. Цей факт вказує на додаткове хімічне відновлення в період паузи ванадію з ванадил-аніонів, адсорбованими атомами водню, які утворилися в електрохімічному процесі протягом періоду імпульсу. Доведено, що використання ванадил сульфату сумісно з імпульсним режимом електролізу дозволяє отримувати покриття кобальт-ванадій з найбільшим вмістом ванадію (> 2.5 мас.%). Ванадил сульфат можна рекомендувати для приготування електролітів для нанесення ванадійвмісних покриттів з прогнозованими функціональними властивостями.
Посилання
Ved M. V. Katalitychni ta zakhysni pokryttia splavamy i skladnymy oksydamy: elektrokhimichnyi syntez, prohnozuvannia vlastyvostei [Catalytic and protective coatings with alloys and complex oxides: electrochemical synthesis, property prediction]: monograph / M. V. Ved, M. D. Sakhnenko – Kharkiv: NTU «KhPI», 2010. – 272 р. https://repository.kpi.kharkov.ua/handle/KhPI-Press/1443
Nenastina T.O., Sakhnenko M.D., Proskurina V.O., Buhaievskyi S.O. Technological parameters of galvanichemical processes of formation of cobalt-based metal oxide composites // Journal of Chemistry and Technologies, 2023, 31(2), 224-230. https://doi.org/10.15421/jchemtech.v31i2.275741
Gamburg Yu. D, Zangari G. Theory and practice of metal electrodeposition. – New York: Springer, 2011. – 378 p. https://doi:10.1007/978-1-4419-9669-5.
Sakhnenko M.D., Zhelavska Yu.A., Ziubanova S.I Horokhivska N.V., S.I. Rudneva S.I. Cobalt-vanadium coating deposition via programmed electrolysis mode // Voprosy khimii i khimicheskoi tekhnologii. – 2024. – Vol. 3. –P. 165–170. https://doi:10.32434/0321-4095-2024-154-3-165-170 .
Bongyoung Y., Schwartz M., Nobe K. Aqueous electrodeposition of iron group–vanadium binary alloys // Electrochimica Acta. – 2005. – Vol. 50 (22). – P. 4335-4343. https://doi:10.1016/j.electacta.2005.01.047
Livage J. Synthesis of polyoxovanadates via “chimie douce” // Coordination Chemistry Reviews. – 1998. – Vol. 178–180, P. 2. – P. 999-1018. https://doi.org/10.1016/S0010-8545(98)00105-2
Lica, V. Study of the Structure and Mechanism of Formation through Self-Assembly of Mesostructured Vanadium Oxide / V. Lica, J. М. Hook // Chem. Mater. – 1997. – Vol. 9, Iss. 12. – P. 2731–2744. https://doi.org/10.1021/cm960641m
Bairachniy B., Zhelavska Yu., Smirnova O., Pilipenko A., Finohenov O. Study of electrocatalytic activity of the vanadium-containing materials for the hydrogen evolution reaction. Materials Today: Proseedings.Vol. 50, Part 4, 2022, Pages 448-451 0,5 2022. https://doi:10.1016/j.matpr.2021.11.289
Kolesnik K.V., Mysov O.P, Kalashnikov S.H. Rivnovazhni protsesy utvorennia polivanadativ. Rivnovaha u systemi V2O5-H2O-H2C2O4 [Equilibrium processes of polyvanadate formation. Equilibrium in the V2O5-H2O-H2C2O4 system] // Voprosy khimii i khimicheskoi tekhnologii. – 2013. – № 4. – P. 119-123. https://udhtu.edu.ua/public/userfiles/file/VHHT/2013/5/Kolesnik.pdf
Ling Y., Wa-Ting J., Zhao-Hui Zh. Synthesis, spectral and structural characterization of vanadium lactate, malate and citrate with large counter cation // Journal of Molecular Structure. – 2020. – Vol. 1207. – 127805. https://doi.org/10.1016/j.molstruc.2020.127805
Sakhnenko M.D., Zhelavska Yu.A., Proskurina V.O., Yermolenko I.Yu., Korohodska A.M. Vanadium-containing coatings: functional properties // Voprosy khimii i khimicheskoi tekhnologii. 2025. –No. 6 – pp. 57-62. https://doi.org/10.32434/0321-4095-2025-163-6-57-62
Sakhnenko M.D., Zhelavska Yu.A., Proskurina V.O., Dzheniuk A.V., Rudneva S.I. Functional cobalt-vanadium coatings deposition via programmed electrolysis mode // Functional Materials, 32, No.1 (2025), p. 63-66 http://dx.doi.org/10.15407/fm32.01.63
##submission.downloads##
Опубліковано
Номер
Розділ
Ліцензія
All materials are published under the terms of the Creative
Commons Attribution 4.0 International (CC BY 4.0) license. This
license allows:
-free copying and distribution of material in any format;
-adaptation and processing of the material for any purpose,
including commercial;
-subject to mandatory indication of authorship and reference
to the original source.
Full license text: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
