TrƣỜng đẠi học khoa học tự nhiên phạm Thị Hà nghiên cứu chế TẠO, TÍnh chấT ĐIỆn hóa và
tải về 1.38 Mb. Chế độ xem pdf
|
tailieuxanh uftai ve tai day26992 3195
| 1.3.2. Khuy t tật cấu trúc [2]
Vật liệu niken hiđroxit thường có chứa khuyết tật trong cấu trúc mạng tinh thể. Hai dạng khuyết tật chính là: khuyết tật lớn lên và khuyết tật biến dạng (hình 1.4). Trong khuyết tật lớn lên, chỉ có một dãy mặt khối tâm là lệch khỏi sự phát triển bình thường, các lớp mạng còn lại phát triển bình thường theo hướng của dãy lệch. Đối với khuyết tật biến dạng, hai dãy mặt khối tâm bị lệch trước khi sự phát triển của cấu trúc trở lại bình thường. Khi có chứa những khuyết tật trong mạng tinh thể, cấu trúc pha của Ni(OH) 2 có thể bị biến đổi thành dạng có tên gọi là β bc (dạng nghèo tinh thể). Dạng cấu trúc bị biến đổi này của β- Ni(OH) 2 có thể phân biệt với dạng có cấu trúc tinh thể hoàn hảo bởi sự mở rộng của pic nhiễu xạ trên giản đồ nhiễu xạ tia X của các mẫu Ni(OH) 2 . Sự oxi hóa β-Ni(OH) 2 trong quá trình oxi hóa tạo thành β-NiOOH, phản ứng điện hóa xảy ra cùng với proton bị chèn vào hoặc đẩy ra khỏi các lớp Ni(OH) 2 . Phản ứng thường được viết dưới dạng : β-Ni(OH) 2 → β-NiOOH + H + + e - (1.22) Khi quá trình oxi hóa xảy ra mạnh hoặc với thời gian quá lâu, pha γ-NiOOH được tạo thành với sự mở rộng khoảng cách giữa các lớp trong cấu trúc. Hiện tượng này được giải thích do sự đề proton bị dồn mạnh hơn so với quá trình oxi hóa thông thường. Hiện tượng này dẫn tới sự bắn ra mạnh của những proton giữa những mặt phẳng oxi gần nhau, do đó có sự chèn vào của các ion K + và phân tử nước từ dung dịch điện li nhằm ngăn cản sự bắn ra của proton. Hình 1.4. Khuyết tật cấu trúc 19 Sự có mặt của những proton không bền có ảnh hưởng đáng kể đến hoạt tính của điện cực, điều này được thể hiện trong những vật liệu chứa khuyết tật so với vật liệu lý tưởng ở những điểm: - Trong quá trình oxi hóa, Ni(II) bị oxi hóa thành Ni(III) dễ dàng hơn vì những proton gần vùng khuyết tật dễ dời khỏi vị trí hơn. - Trong quá trình oxi hóa, sự hình thành pha γ trong khoảng không gian giữa các lớp gần một khuyết tật biến dạng cần năng lượng thấp hơn so với cấu trúc lí tưởng do khoảng cách giữa các lớp trong vật liệu thực lớn hơn trong cấu trúc lí tưởng. - Dạng β(II) được hình thành trong quá trình khử. Khi chỉ có hệ thống β(II)/β(III) tham gia quá trình điện hóa thì sự có mặt của khuyết tật vùng làm độ dẫn của vật liệu tăng lên, điều này làm tăng dung lượng phóng của điện cực. Những kết quả trên cho thấy, sự có mặt của khuyết tật ở mức độ phù hợp trong cấu trúc của vật liệu niken hiđroxit làm tăng hoạt tính của điện cực. tải về 1.38 Mb. Chia sẻ với bạn bè của bạn:
|