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i,值也可从极化曲线的Tafel区求得。把两种方法所得的i,值对Redox对浓度作图(图T), 可以看出两者的数据都在斜率为1的斜线的两侧,与镍相比,该值要低2.5个数量级;与铁 相比,又高近2个数量级。因此,3种膜的电子交换速度顺序为:Ni>Cr>Fe。 2,4溶液pH值对支流阻抗性能的影响 实验在pH值分别为7.1,8.39,10下进行交流阻抗测定,结果示于图8。与钝化镍比 较,它们的规律基本相司,pH与1/R关系符合线性规律。 3讨 论 目前,有关铬的钝化膜的等效电路模型有:隧道效应模型[]、电子传输模型[8】、吸附 中间体模型3]和表面状态模型等4种。从实验结果看,与前2种模型所提的观点很不一致, 吸附中间模型与本实验结果也有较明显不符。为此、利用表面状态模型来解释。 表面状态模型曾应用在钝化膜成长理论中,作为钝化膜的等效电路模型尚未见报导。 它们原理如图9所示。图中Rr=R,反应电阻;Css=CL,表面状态电容;CL=Ca, 双电层电容;Rss=Rh,表面状态电阻:R和C的物理意义不再讨论。1/Rss对应着电极内 部与表面状态之间的电荷交换速度,一般与活度ao~成正比关系。表面反应可写成: Cr203+3.(OH):+uOH-Cr203+8(OH)+1+ue.i =FkCr203+(OH)/(OH-)Cr23+(OH)1/ 因为1/Rsac8s,Rss与pH之间应存在一定的函数关系。若取对称系数a=0.5,则1/Rss与 pH12成正比关系,这与图8的结果相符合。另一方面可以通过氧化还原对加人到等效电路 上来解释。 Redox的加入,等于在R-上并联RRedox,使总的效果log|Z]值降低(图3中的纵座 标),且随氧化还原对浓度增加而迅速降低。同时,由于介质的导电性增加Rso1值也略有 降低。这些分析与图T的结果完全一致。 4结 论 采用表面状态模型对铬纯化膜解释与实验比较相符,但需今后进一步验证。 参考文献 1 Epelboin I,Keddam M.J.Electrochem Soc.,1970;117:1052 2 Armstrong R D.J.Electroanal.,Chem.,1972;31:387 3 Haruyama S,Tsuru T.The Electrochem.Soc.Inc.,Princeton,1978;564 4吴继勋,水流滋,春山志郎,北京科技大学学报,1989,(1) 5 Stimming U,Schultze J W.J Elecirochem.Soc.,1981;128:1669 6 Tsuru T,Haruyama S,J.Electrochem,Soc.,1976;16:623 85。 值也 可从极化曲线 的 区求得 。 把 两种方法所得的 犷。 值对 对浓 度作图 图 , 可以 看 出两者的数据都在斜率为 的斜线的 两侧 , 与镍相 比 , 该 值要 低 个数量级 与铁 相 比 , 又高近 个数 量级 。 因此 , 种膜的 电子 交换速度顺 序为 。 溶液 值对交流阻 抗 性能 的影 响 实验 在 值分别 为 , , 下进行 交流阻 抗测定 , 结果示于 图 。 与钝 化镍比 较 , 它 们的 规律基 本相 同 , 与 左 关 系符合线性规律 。 弓 讨 论 目前 , 有关 铬 的钝 化膜 的等效 电路模 型有 隧 道 效应 模型 至 〕 、 电子 传输模 型 下 ,、 吸附 中 间体 模 型 〕 和表面状 态 模 型等 种 。 从实验 结果看 , 与前 种 模 型所 提的 观点很不一致, 吸 附 中间模型与本 实验结果也有较 明显 不 符 。 为 此 , 利 用 表面状态 模型 来解 释 。 表 面状 态模型 曾应 用在钝化膜成长理论 中 , 作为钝化膜的等效电路模型 尚未 见报导 。 它们原理如图 所示 。 图中 尸 二 刀 , 反应 电阻 二 , 表面 状 态电容 、 , 双 电层 电容 二 、 , 表面状态 电阻 和 的物理 意 义不再讨论 。 对 应着电极 内 部 与表面状 态之 间的电荷交换速度 , 一般与活度 。 一 成 正 比关 系 。 表面反应 可写成 。 、 。 · 。 。 月 一 之 、 。 · , , 。 , · 。 〔 十 。 , 旧 川 。 。 〕 “ “ · 一 “ · 〔 。 · , , 。 。 〕 ‘ 一 “ “ 因为 二 , 与 之 间应存在一定的函数关 系 。 若取对称 系 数 二 , 则 。 与 ’ ‘ 成 正 比关 系 , 这与图 的结果相 符合 。 另一方面可以通过氧化 还原对加 入到等效电路 上来解释 。 的加入 , 等于在 上并联 。 。 , 使 总 的 效 果 引 值降低 图 中的纵座 标 , 且随氧化还原对浓度 增加而 迅 速降低 。 同时 , 由于介 质 的导 电 性 增加 值也略有 降低 。 这 些分析与 图 的结果完全一致 。 结 论 采 用表面状 态模型对 铬纯化膜 解 释与实验 比较相 符 , 但需今后进一步验 证 。 参 考 文 献 , 。 。 ,” , 。 。 。 , 用 。 , , 。 人 , · 。 人 阴 。 。 , , 吴继勋 , 水流 才散 , 春 山志郎 , 北京科技大 学学报 , 一 , 泞 。 。 , , 一 入 脚 ,
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