Дослідження властивостей електрохромних плівок Ni(OH)2 отриманних у присутності різних типів поливінілового спирту

Автор(и)

  • Valerii Kotok Український державний хіміко-технологічний університет пр. Гагаріна, 8, м. Дніпро, Україна, 49005 Федеральне державне бюджетне освітня установа вищої освіти "Вятський державний університет" вул. Московська, 36, м. Кіров, Російська Федерація, 610000, Україна https://orcid.org/0000-0001-8879-7189
  • Vadym Kovalenko Український державний хіміко-технологічний університет пр. Гагаріна, 8, м. Дніпро, Україна, 49005 Федеральне державне бюджетне освітня установа вищої освіти "Вятський державний університет" вул. Московська, 36, м. Кіров, Російська Федерація, 610000, Україна https://orcid.org/0000-0002-8012-6732

DOI:

https://doi.org/10.15587/1729-4061.2018.140560

Ключові слова:

електрохромізм, електроосадження, тонкі плівки, Ni(OH)2, нікель, полівініловий спирт, ступінь гідролізу, гідроксид нікелю

Анотація

Електрохромні плівки були отримані катодних теплатним методом в присутності двох типів полівінілового спирту: зі ступенем гідролізу 99 % і 85 %. В результаті отримані плівки показали відмінності в структурних, морфологічних, електрохромних і електрохімічних характеристиках. Обидві плівки були рентгеноаморфні і мали різну форму кривої на дифрактограмах в районі малих кутів 2q, що відповідає відмінностям в напрямку площини 001. Порівняння морфології плівок, отриманих з розчинів, що містять ПВС з різним ступенем гідролізу, показали, що плівка, отримана в присутності ПВС зі ступенем гідролізу 99 %, має відносно плоский рельєф з малими розмірами неоднорідностей. З іншого боку, плівка, отримана в присутності ПВС зі ступенем гідролізу 85 %, виявилася більш нерівномірною. Її рельєф включав хвилясті лінії по всій поверхні, висота яких досягала 1,2 мкм. Циклічні вольтамперограми обох плівок також суттєво різнилися. ЦВА для плівки, отриманої в присутності ПВС зі ступенем гідролізу 85 %, мала гострі анодні і катодні піки близькі по висоті. При цьому потенціали піків становили +600 і +700 мВ. Навпаки, плівка, отримана в присутності ПВС зі ступенем гідролізу 99 %, мала більш розмиті піки і анодний пік струму, зсунутий в область більш позитивних потенціалів (+900 мВ). Електрохромні характеристики обох плівок також сильно різнилися. Плівка, отримана в присутності ПВС зі ступенем гідролізу 85 %, мала високу швидкість затемнення (60 с), але меншу абсолютну глибину затемнення (18 %). З іншого боку плівка, отримана в присутності ПВС зі ступенем гідролізу 99 %, мала в три рази меншу швидкість затемнення (200 с), але більшу абсолютну глибину затемнення (24 %). В результаті було запропоновано кілька механізмів, які пояснюють відмінності в поведінці плівок отриманих в присутності різних типів ПВС

Біографії авторів

Valerii Kotok, Український державний хіміко-технологічний університет пр. Гагаріна, 8, м. Дніпро, Україна, 49005 Федеральне державне бюджетне освітня установа вищої освіти "Вятський державний університет" вул. Московська, 36, м. Кіров, Російська Федерація, 610000

Кандидат технічних наук, доцент

Кафедра процесів і апаратів, та загальної хімічної технології

Кафедра технології неорганічних речовин та технологій електрохімічних виробництв

Vadym Kovalenko, Український державний хіміко-технологічний університет пр. Гагаріна, 8, м. Дніпро, Україна, 49005 Федеральне державне бюджетне освітня установа вищої освіти "Вятський державний університет" вул. Московська, 36, м. Кіров, Російська Федерація, 610000

Кандидат технічних наук, доцент

Кафедра аналітичної хімії та хімічної технології харчових добавок і косметичних засобів

Кафедра технології неорганічних речовин та технологій електрохімічних виробництв

Посилання

  1. Silverio-Fernández, M., Renukappa, S., Suresh, S. (2018). What is a smart device? – a conceptualisation within the paradigm of the internet of things. Visualization in Engineering, 6 (1). doi: https://doi.org/10.1186/s40327-018-0063-8
  2. Smart Tint. Available at: https://www.smarttint.com/
  3. Making Smart Windows that Are Also Cheap. Available at: https://www.technologyreview.com/s/420221/making-smart-windows-that-are-also-cheap/
  4. Neiva, E. G. C., Oliveira, M. M., Bergamini, M. F., Marcolino, L. H., Zarbin, A. J. G. (2016). One material, multiple functions: graphene/Ni(OH)2 thin films applied in batteries, electrochromism and sensors. Scientific Reports, 6 (1). doi: https://doi.org/10.1038/srep33806
  5. Kotok, V., Kovalenko, V. (2017). The electrochemical cathodic template synthesis of nickel hydroxide thin films for electrochromic devices: role of temperature. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 2 (11 (86)), 28–34. doi: https://doi.org/10.15587/1729-4061.2017.97371
  6. Kotok, V. A., Malyshev, V. V., Solovov, V. A., Kovalenko, V. L. (2017). Soft Electrochemical Etching of FTO-Coated Glass for Use in Ni(OH) 2 -Based Electrochromic Devices. ECS Journal of Solid State Science and Technology, 6 (12), P772–P777. doi: https://doi.org/10.1149/2.0071712jss
  7. Kotok, V., Kovalenko, V. (2018). Definition of the aging process parameters for nickel hydroxide in the alkaline medium. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 2 (12 (92)), 54–60. doi: https://doi.org/10.15587/1729-4061.2018.127764
  8. Dixit, M. (1999). Zinc-Substituted α-Nickel Hydroxide as an Electrode Material for Alkaline Secondary Cells. Journal of The Electrochemical Society, 146 (1), 79. doi: https://doi.org/10.1149/1.1391567
  9. Kotok, V. A., Kovalenko, V. L., Kovalenko, P. V., Solovov, V. A., Deabate, S., Mehdi, A. et. al. (2017). Advanced electrochromic Ni(OH)2/PVA films formed by electrochemical template synthesis. ARPN Journal of Engineering and Applied Sciences, 12 (13), 3962–3977.
  10. Kim, S.-W., Kim, I.-H., Kim, S.-I., Jang, J.-H. (2017). Nickel Hydroxide Supercapacitor with a Theoretical Capacitance and High Rate Capability Based on Hollow Dendritic 3D-Nickel Current Collectors. Chemistry – An Asian Journal, 12 (12), 1291–1296. doi: https://doi.org/10.1002/asia.201700454
  11. Jaśkaniec, S., Hobbs, C., Seral-Ascaso, A., Coelho, J., Browne, M. P., Tyndall, D. et. al. (2018). Low-temperature synthesis and investigation into the formation mechanism of high quality Ni-Fe layered double hydroxides hexagonal platelets. Scientific Reports, 8 (1). doi: https://doi.org/10.1038/s41598-018-22630-0
  12. Solovov, V., Kovalenko, V., Nikolenko, N., Kotok, V., Vlasova, E. (2017). Influence of temperature on the characteristics of Ni(II), Ti(IV) layered double hydroxides synthesised by different methods. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 1 (6 (85)), 16–22. doi: https://doi.org/10.15587/1729-4061.2017.90873
  13. Raoof, J. B., Ojani, R., Hosseini, S. R. (2013). An Electrochemical Investigation of Methanol Oxidation on Nickel Hydroxide Nanoparticles. South African Journal of Chemistry, 66, 47–53.
  14. Calderón, J. A., Jiménez, J. P., Zuleta, A. A. (2016). Improvement of the erosion-corrosion resistance of magnesium by electroless Ni-P/Ni(OH) 2 -ceramic nanoparticle composite coatings. Surface and Coatings Technology, 304, 167–178. doi: https://doi.org/10.1016/j.surfcoat.2016.04.063
  15. Kotok, V. A., Kovalenko, V. L., Solovov, V. A., Kovalenko, P. V., Ananchenko, B. A. (2018). Effect of deposition time on properties of electrochromic nickel hydroxide films prepared by cathodic template synthesis. ARPN Journal of Engineering and Applied Sciences, 13 (9), 3076–3086.
  16. Niu, C., Wu, X., Ren, W., Chen, X., Shi, P. (2015). Mechanical properties of low k SiO2 thin films templated by PVA. Ceramics International, 41, S365–S369. doi: https://doi.org/10.1016/j.ceramint.2015.03.242
  17. Miyake, K., Hirota, Y., Uchida, Y., Nishiyama, N. (2016). Synthesis of mesoporous MFI zeolite using PVA as a secondary template. Journal of Porous Materials, 23 (5), 1395–1399. doi: https://doi.org/10.1007/s10934-016-0199-7
  18. Thomas, D., Cebe, P. (2016). Self-nucleation and crystallization of polyvinyl alcohol. Journal of Thermal Analysis and Calorimetry, 127 (1), 885–894. doi: https://doi.org/10.1007/s10973-016-5811-1
  19. Aslam, M., Kalyar, M. A., Raza, Z. A. (2018). Polyvinyl alcohol: A review of research status and use of polyvinyl alcohol based nanocomposites. Polymer Engineering & Science. doi: https://doi.org/10.1002/pen.24855
  20. Chana, J., Forbes, B., Jones, S. A. (2008). The Synthesis of High Molecular Weight Partially Hydrolysed Poly(vinyl alcohol) Grades Suitable for Nanoparticle Fabrication. Journal of Nanoscience and Nanotechnology, 8 (11), 5739–5747. doi: https://doi.org/10.1166/jnn.2008.475
  21. Dunn, A. S., Naravane, S. R. (2007). Structural Differences Between Similar Commercial Grades of Polyvinyl Alcohol-Acetate. British Polymer Journal, 12 (2), 75–77. doi: https://doi.org/10.1002/pi.4980120207
  22. Kawakami, H., Mori, N., Kawashima, K., Sumi, M. (1963). The relationship between manufacturing conditions of polyvinyl alcohol and the properties polyvinyl alcohol fibers. Sen’i Gakkaishi, 19 (3), 192–197. doi: https://doi.org/10.2115/fiber.19.192
  23. Henderson, B., Loveridge, N., Robertson, W. R. (1978). A quantitative study of the effects of different grades of polyvinyl alcohol on the activities of certain enzymes in unfixed tissue sections. The Histochemical Journal, 10 (4), 453–463. doi: https://doi.org/10.1007/bf01003008
  24. Brough, C., Miller, D. A., Keen, J. M., Kucera, S. A., Lubda, D., Williams, R. O. (2015). Use of Polyvinyl Alcohol as a Solubility-Enhancing Polymer for Poorly Water Soluble Drug Delivery (Part 1). AAPS PharmSciTech, 17 (1), 167–179. doi: https://doi.org/10.1208/s12249-015-0458-y
  25. Kotok, V., Kovalenko, V. (2017). Electrochromism of Ni(OH)2 films obtained by cathode template method with addition of Al, Zn, Co ions. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 3 (12 (87)), 38–43. doi: https://doi.org/10.15587/1729-4061.2017.103010
  26. Kovalenko, V., Kotok, V. (2018). Influence of ultrasound and template on the properties of nickel hydroxide as an active substance of supercapacitors. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 3 (12 (93)), 32–39. doi: https://doi.org/10.15587/1729-4061.2018.133548
  27. Kovalenko, V., Kotok, V. (2017). Study of the influence of the template concentration under homogeneous precepitation on the properties of Ni(OH)2 for supercapacitors. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 4 (6 (88)), 17–22. doi: https://doi.org/10.15587/1729-4061.2017.106813
  28. Ecsedi, Z., Lazău, I., Păcurariu, C. (2007). Synthesis of mesoporous alumina using polyvinyl alcohol template as porosity control additive. Processing and Application of Ceramics, 1 (1-2), 5–9. doi: https://doi.org/10.2298/pac0702005e
  29. Pon-On, W., Meejoo, S., Tang, I.-M. (2008). Formation of hydroxyapatite crystallites using organic template of polyvinyl alcohol (PVA) and sodium dodecyl sulfate (SDS). Materials Chemistry and Physics, 112 (2), 453–460. doi: https://doi.org/10.1016/j.matchemphys.2008.05.082
  30. Miyake, K., Hirota, Y., Uchida, Y., Nishiyama, N. (2016). Synthesis of mesoporous MFI zeolite using PVA as a secondary template. Journal of Porous Materials, 23 (5), 1395–1399. doi: https://doi.org/10.1007/s10934-016-0199-7

##submission.downloads##

Опубліковано

2018-08-14

Як цитувати

Kotok, V., & Kovalenko, V. (2018). Дослідження властивостей електрохромних плівок Ni(OH)2 отриманних у присутності різних типів поливінілового спирту. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 4(6 (94), 42–47. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2018.140560

Номер

Том 4 № 6 (94) (2018): Технології органічних та неорганічних речовин

Розділ

Технології органічних та неорганічних речовин

Ліцензія

Авторське право (c) 2018 Valerii Kotok, Vadym Kovalenko

Creative Commons License

Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Закріплення та умови передачі авторських прав (ідентифікація авторства) здійснюється у Ліцензійному договорі. Зокрема, автори залишають за собою право на авторство свого рукопису та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons CC BY. При цьому вони мають право укладати самостійно додаткові угоди, що стосуються неексклюзивного поширення роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом, але за умови збереження посилання на першу публікацію статті в цьому журналі.

Ліцензійний договір – це документ, в якому автор гарантує, що володіє усіма авторськими правами на твір (рукопис, статтю, тощо).
Автори, підписуючи Ліцензійний договір з ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР», мають усі права на подальше використання свого твору за умови посилання на наше видання, в якому твір опублікований. Відповідно до умов Ліцензійного договору, Видавець ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР» не забирає ваші авторські права та отримує від авторів дозвіл на використання та розповсюдження публікації через світові наукові ресурси (власні електронні ресурси, наукометричні бази даних, репозитарії, бібліотеки тощо).
За відсутності підписаного Ліцензійного договору або за відсутністю вказаних в цьому договорі ідентифікаторів, що дають змогу ідентифікувати особу автора, редакція не має права працювати з рукописом.
Важливо пам’ятати, що існує і інший тип угоди між авторами та видавцями – коли авторські права передаються від авторів до видавця. В такому разі автори втрачають права власності на свій твір та не можуть його використовувати в будь-який спосіб.