Способ получения электрода

(51) 25 11/00 (2006.01) МИНИСТЕРСТВО ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН(57) Изобретение относится к способам получения электродного материала и может быть использовано для направленного органического синтеза,аналитической химии. Способ получения электрода,характеризующийся использованием природного минерала Коксуйского месторождения (шунгита),полиэтиленгликоля, графита, отличающийся тем,что в качестве электродного материала используют соли металлов,трхвалентного железа и двухвалентного никеля, и полученную композицию подвергают восстановлению в токе водорода. Полученные модифицированные формы на основе Коксуйского шунгита просты в изготовлении,экологичны,долговечнее. Применение подобных композиционных электродов за счет их специфических свойств к адсорбции органических молекул имеют неоспоримые достоинства в осуществлении направленного органического синтеза и в их аналитической химии.(72) Серикабаев Базарбай Алибаевич Камысбаев Дуйсек Хайсагалиевич Наурызбаев Михаил Касымович Дербисалин Мирас Ажмадинович(73) Дочернее государственное предприятие на праве хозяйственного ведения Центр физикохимических методов исследования и анализа Республиканского государственного предприятия на праве хозяйственного ведения Казахский национальный университет им. Аль Фараби Министерства образования и науки Республики Казахстан(56) Серикбаев Б.А., Журинов М.Ж., Аманкулова А.Б., Сабазов А.Б., Жумабай И.М. Структурные особенности шунгитов Коксуйского месторождения Изобретение относится к способам получения электродного материала и может быть использовано для направленного органического синтеза,аналитической химии. Известен способ получения электродного материала - модифицированного золота на основе технического углерода с полимерным связующим полиэтиленом. Золото наносится на торцевую поверхность электрода электролизом при заданном токе. (Хустенко Л.А., Ларина Л.Н., Назаров Б.Ф. Экспресс-определение ртути в природных водах методом инверсионной вольамперометрии на угольном электроде,модифицированным золотом.//Ж.аналит.химии. -2003. Т.58, 3, с.297302.) Недостатком этого метода является использование дорогого материала - золота, что существенно повышает себестоимость конечного электрода. Известен способ получения висмут-графитового электрода из угольного порошка и эпоксидной смолы. (Тарасова В.А. Вольтамперометрическое определение таллия(1) на механически обновляемом -графитовом электроде // Ж. аналит.химии. 2007.- Т.62, 2, с.175-178.) Недостатком этого метода является использование высокотоксичных веществ, таких как эпоксидная смола и висмут. Наиболее близким к заявляемому относится биметаллический(, е)шунгитовый электрод. В качестве электродного материала используют природный углеродсодержащий минерал шунгит,соли трхвалентного железа и двухвалентного цинка, полиэтиленгликоль, графит. (Серикбаев Б.А.,Журинов М.Ж., Аманкулова А.Б., Сабазов А.Б.,Жумабай И.М. Структурные особенности шунгитовКоксуйского месторождения// Ж. Известия НАН РК, Сер.хим. - 2007. 3. с.32-36.) Недостатком данного способа является использование цинка, который имеет свойство вымываться из мезопор исходного адсорбента(шунгита). Технической задачей настоящего изобретения является получение электродного материала на основе природного минерала Коксуйского месторождениясоль металла (3,2) полиэтиленгликольграфит. Техническим результатом является простота в изготовлении,экологичность,долговечность,неоспоримые достоинства в осуществлении направленного органического синтеза и в их аналитической химии. Способ получения электрода,характеризующийся использованием природного минерала Коксуйского месторождения (шунгита),полиэтиленгликоля, графита, отличающийся тем,что в качестве электродного материала используют соли металлов,трхвалентного железа и двухвалентного никеля, и полученную композицию подвергают восстановлению в токе водорода. Нижеследующие примеры иллюстрируют предлагаемое изобретение. Результаты циклических вольтамперометрических (ЦВА) исследований на 2 модифицированном 10 и 10 шунгите,снятые на фоне 0,5 М 24 представлены на фиг.1. Условия регистрации ЦВА заключались в следующем для кривой 1, где показана ЦВА природного шунгита (Енач.150 мВ Екон.1800 мВ,полцикла) и (Енач.1800 мВ Екон.-1800 мВ, полный цикл), для кривой 2, где представлены циклограммы модифицированного шунгита (Енач.-550 мВ Екон.1800 мВ, полный цикл) и Енач.-550 мВ Екон.-2000 мВ, полный цикл. На анодной ветви кривой-2 имеются три волны, соответствующие электрохимически активным группам пикпри Е - 3000 мВ пикпри Е 300 мВ и пикпри Е 1100 мВ. Пикотносится к окислению железа,пикявляется волной окисления 2, пикпоказывает окисление железа и никеля с возможным образованием их высших оксидов, которые могут являться катализаторами окисления молекул органического субстрата. Обратный ход циклограммы характеризуется наличием выраженных 4-х волн восстановления окисленных форм электроактивных составляющих композита. Исследование проводилось в буферном растворе тетраоксалата калия (рН 1,65). Результаты вольтамперометрических измерений приведены на фиг.2. На графике показаны сравнительные данные шунгита высушенного при 100 С (кривая 1)и его модифицированной формы(кривая 2). Начало снятия циклограммы для кривой 1 осуществлялось путем поляризации электрода в анодную область при значении Енач.100 мВ до Екон. 1800 мВ. Далее отдельным циклом снималась ЦВА путем поляризации в катодную сторону при значении Енач.100 мВ до Екон.-1800 мВ. Результаты исследования поведения угольнопастового электрода (УПЭ) модифицированного 10 и -10 шунгита показаны на кривой 2. Начало снятия циклограммы для кривой 2 осуществлялось путем поляризации электрода сначала в катодную область при значении Енач.-400 мВ до Екон.-1500 мВ (полцикла), затем снималась ЦВА путем поляризации в анодную сторону при значении Енач.-1500 мВ до Екон.1500 мВ. Как видно из ЦВА на анодной ветви наблюдается две волны окисления, которые соответствуют потенциалам - 400 мВ (для железа) и 400 мВ (для никеля и железа). Причем, анодный пик соответствующий 400 мВ имеет форму горба, что может быть связанным с совместным окислением железа и никеля. При значениях потенциалов выше 1000 мВ могут протекать реакций окисления железа и разложения воды. Обратный ход ЦВА характеризуется наличием трех катодных пиков при потенциалах 400 мВ, 100 мВ и -400 мВ, что могут быть отнесены к восстановлению высших оксидов никеля и железа (пики при 400 мВ и 100 мВ) и восстановлению электрохимическому восстановлению при катодных потенциалах выше 1000 мВ. На фиг.3 приведены сравнительные результаты исследований высушенного при температуре 100 С шунгита (кривая 1) и модифицированного шунгита, 10, , 10 на фоне боратного буферного раствора с рН 9,18 (кривая 2). Условия регистрации ЦВА для кривой 1 Енач. 100 мВ до Екон. 1800 мВ и Енач.100 мВ до Екон. -1800 мВ, для кривой 2 Енач.-400 мВ до Екон.1800 мВ и Енач. -400 мВ до Екон. -1800 мВ. Как следует из фигуры, полученные зависимости не отличаются по форме, и характеризуются заметной пассивацией поверхности электрода при выбранном значениибуферного раствора. В случае модифицированного шунгита анодная волна смещена в отрицательную сторону, что указывает на усиление каталитического эффекта в биметаллической системе. Технический результат достигается тем, что исходный шунгит измельчают до 0.1-0.5 мкм,отмывают в дистиллированной воде при ст.у.,высушивают при 80 (последние две стадии повторяют до получения постоянной массы),подвергают кислотно-щелочной обработке(0.1 м , 0.1 24, от получаса до часу при ст.у.), промывают дистиллированной водой. Полученный адсорбент обрабатывают методом пропитки карбоксилатами никеля и железаиз расчета по 10 по массе каждого катиона к массе адсорбента. Путем продувки в токе водорода в инертной среде катионы металлов переводятся в их восстановленные формы. Используя пресс-формы композитный материал переводится в удобную для использования форму. Полученные модифицированные формы на основе Коксуйского шунгита просты в изготовлении,экологичны,долговечнее. Применение подобных композиционных электродов за счет их специфических свойств к адсорбции органических молекул имеют неоспоримые достоинства в осуществлении направленного органического синтеза и в их аналитической химии. Модифицирование природного шунгита соединениями переменной валентности в виде биметаллической системы е-усиливает каталитический эффект полученного композиционного электрода за счет расширения анодной области электрохимического окисления молекул органического субстрата. Эти эффекты позволяют идентификацию органических молекул находящихся в растворе в незначительных количествах,а также для осуществления направленного электроорганического синтеза целевых продуктов. Таким образом, получен новый композиционный электрод с широкими электрокаталитическими свойствами. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ Способ получения электрода,характеризующийся использованием природного минерала Коксуйского месторождения (шунгита),полиэтиленгликоля, графита, отличающийся тем,что в качестве электродного материала используют соли металлов,трхвалентного железа и двухвалентного никеля, и полученную композицию подвергают восстановлению в токе водорода.