ЖУРНАЛ ФИЗИЧЕСКОЙ ХИМИИ, 2011, том 85, № 6, с. 1166–1172
КОЛЛОИДНАЯ ХИМИЯ
И ЭЛЕКТРОХИМИЯ
УДК 544. 653; 544. 478/03
ПРОСТРАНСТВЕННАЯ ЛОКАЛИЗАЦИЯ ЭЛЕКТРОДНОЙ РЕАКЦИИ
В НАНОКОМПОЗИТАХ МЕДЬ–ИОНООБМЕННИК
© 2011 г. М. Ю. Чайка*, Т. А. Кравченко*, Е. В. Булавина*,
В. С. Горшков*, А. Б. Ярославцев**
*Воронежский государственный университет
**Российская академия наук, Институт общей и неорганической химии им. Н.
С. Исследовано формирование наночастиц меди в сульфокатионообменнике КУ23 15/100. Показано,
что образование меди в виде ансамблей из наночастиц размером 3–10 нм при химическом синтезе
определяется природой полимера и не зависит от количества осажденного металла. Обнаружен по
рог перколяции электронной проводимости, определяющий возникновение электрохимической
активности нанокомпозитов. Установлено, что реакция электровосстановления молекулярного
кислорода протекает на поверхности и в приповерхностной зоне гранулы нанокомпозита, размер
которой определяется локальной концентрацией частиц металла в фазе ионообменника. Ключевые слова: электродная реакция, нанокомпозиты, медь, полимеры, электронная проводи
мость, электрохимическая активность, молекулярный кислород, ионообменник. При исследовании активности различных ионообменная матрица, которые зависят от кон
электрокаталитических систем одним из важней центрации электропроводящего компонента. ших вопросов является определение истинной Целью настоящей работы являлось установле
поверхности электрода [1]. Данная величина важ ние взаимосвязи между концентрацией наночастиц
на для изучения электрокаталитических процес меди в фазе ионообменной матрицы и электрохи
сов и сопоставления удельной электрокаталити мической активностью электродного материала на
ческой активности металловкатализаторов, ко основе нанокомпозита медь–ионообменник. торая обуславливается развитием поверхности
или изменением собственно удельной активно
сти частиц [2]. Если изменения происходят за МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТА
счет строения поверхности (электронная структу В качестве полимерной матрицы для синтеза
ра ультрамелких частиц отличается от электрон нанокомпозита Cu0 · КУ23 использовали макро
ной структуры массивных образцов металла) и пористый сульфокатионообменник КУ23 15/100. химического состава материала электрода, тогда Ионообменную смолу готовили для эксперимен
речь идет о реальном электрокатализе [3]. Если та по методике [5]. Сущность синтеза композита с
рост скорости электродной реакции связан с уве различным количеством металла заключалась в
личением поверхности, тогда имеет место кажу чередовании процесса насыщения полимерной
щийся электрокатализ, поскольку положитель матрицы ионами Cu2+ из 6% раствора CuSO4 с
ный эффект исчезает при введении поправки на процессом восстановления 6% раствором дитио
площадь поверхности [4].