Models of the Electroreduction of Passive Layers on Cobalt

Técnicas de transientes de corrente potenciostáticos foram empregadas no estudo de processos de eletroredução de camadas superficiais formadas no cobalto policristalino em soluções contendo íons carbonato-bicarbonato. As análises dinâmicas do sistema, realizadas através de procedimentos de investigação paramétrica e de rotinas de ajuste não-lineares, demonstraram que os dados obtidos sob numa grande variedade de condições experimentais podem ser interpretados considerando a participação de várias espécies superficiais contendo Co(II)/Co(III). A influência do tempo de anodização no potencial de formação do óxido pode ser discutida na base dos modelos de eletroredução aqui propostos.Potentiostatic current transient techniques were employed to study the electroreduction process of surface layers formed on polycrystalline cobalt in carbonate-bicarbonate ion-containing solutions. The dynamic system analysis performed using parametric identifi ca- tion procedures and non-linear fit routines demonstrated that data obtained under a wide vari- ety of experimental conditions may be interpreted by taking into account the participation of various Co(II)/Co(III)-containing surface species. The influence of the anodizing time at the potential of oxide film formation may be discussed on the basis of the proposed electroreduction models.Instituto de Investigaciones Fisicoquímicas Teóricas y Aplicada

A critical assessment of the calculation and analysis of thermodynamic parameters from adsorption data

Proper analysis of thermodynamic parameters obtained from adsorption data is a basic requirement for the characterization and optimization of an adsorption-dependent process like the action of organic corrosion inhibitors. Thus, this work aims at presenting a critical assessment of typical flawed examples from the literature together with alternative good practice to be considered, for preference.Proper analysis of thermodynamic parameters obtained from adsorption data is a basic requirement for the characterization and optimization of an adsorption-dependent process like the action of organic corrosion inhibitors. Thus, this work aims at presenting a critical assessment of typical flawed examples from the literature together with alternative good practice to be considered, for preference

A critical assessment of the calculation and analysis of thermodynamic parameters from adsorption data

Proper analysis of thermodynamic parameters obtained from adsorption data is a basic requirement for the characterization and optimization of an adsorption-dependent process like the action of organic corrosion inhibitors. Thus, this work aims at presenting a critical assessment of typical flawed examples from the literature together with alternative good practice to be considered, for preference.Publicado en Terceras Jornadas de Investigación, Transferencia y Extensión. La Plata : Universidad Nacional de La Plata, 2015.Facultad de Ingenierí

A critical assessment of the calculation and analysis of thermodynamic parameters from adsorption data

Proper analysis of thermodynamic parameters obtained from adsorption data is a basic requirement for the characterization and optimization of an adsorption-dependent process like the action of organic corrosion inhibitors. Thus, this work aims at presenting a critical assessment of typical flawed examples from the literature together with alternative good practice to be considered, for preference.Publicado en Terceras Jornadas de Investigación, Transferencia y Extensión. La Plata : Universidad Nacional de La Plata, 2015.Facultad de Ingenierí

A kinetic study of the electroreduction of anodically formed cobalt oxide layers

The kinetics of the electroreduction of anodically formed cobalt oxide layers in different carbonate-bicarbonate aqueous solutions were investigated using combined voltammetric and potential step techniques. The composition of tbe electrolyte was varied to cover wide pH and ionic strength ranges. The electroreduction reaction can be explained through a nucleation and three-dimensional growth process, involving cobalt phase formation from either soluble Co(H) or Co(111) species.Instituto de Investigaciones Fisicoquímicas Teóricas y Aplicada

Kinetics of the electroreduction of anodically formed cadmium oxide layers in alkaline solutions

The kinetics of the potentiostatic electroreduction of cadmium oxide layers on polycrystalline cadmium electrodes have been investigated in 0.01–1.0m NaOH solutions. The study was undertaken to determine the influence of passive film formation conditions on the electroreduction process of the anodically produced hydrous cadmium hydroxide-oxide layers. By properly adjusting the electroreduction conditions the cathodic potentiostatic current transients can be satisfactorily described by a nucleation and growth mechanism involving the participation of soluble Cd(II) and passivating anodic species. Experimental data were analysed by the application of non linear least squares fit routines. From the parametric identification procedure coherent potential dependencies of the corresponding fitting parameters as well as reasonable values of the physicochemical constants included in the reaction model, have been obtained. In this way it is possible to correlate kinetic data of the electroreduction process of the anodic oxide layers to make a discrimination between the different mechanistic contributions to this complex reaction involving several steps.Instituto de Investigaciones Fisicoquímicas Teóricas y Aplicada

Chemical composition and electronic structure of anodic passive films on low-C 13CrNiMo stainless steel

Mott–Schottky analysis and electrochemical and X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) measurements were performed on passive films formed on low-C 13CrNiMo stainless steel with different applied heat treatments. Heat treatments render particular microstructural features of the alloy with a significant impact on the ability of the passive films to afford adequate protection against localized corrosion. A lower level of retained austenite in the substrate renders thinner passive films. Phosphates coexist with oxidized Fe(III) compounds as the prevailing species in the anodic layers. Mo was only detected in the oxide film formed on the sample with a higher retained austenite content. Passive layers behave as n-type semiconductors with two types of donors, namely, shallow-level and deep-level states. The observed flat band potential VFB≅ -0.425 ± 0.005 V vs. standard calomel electrode (SCE) is independent of the thermal treatment of the alloy but under potential bias conditions at the corrosion potential the occurrence of the cathodic reaction on the oxide surface is hindered on the sample with higher retained austenite in its microstructure as compared to the sample with lower retained austenite content.Instituto de Investigaciones Fisicoquímicas Teóricas y AplicadasLaboratorio de Investigaciones de Metalurgia Físic

Characterization of interactions of eggPC lipid structures with different biomolecules

In this paper we study the interactions of two biomolecules (ascorbic acid and Annonacin) with a bilayer lipid membrane. Egg yolk phosphatidylcholine (eggPC) liposomes (in crystalline liquid state) were prepared in solutions of ascorbic acid (AA) at different concentration levels. On the other hand, liposomes were doped with Annonacin (Ann), a mono-tetrahydrofuran acetogenin (ACG), which is an effective citotoxic substance. While AA pharmacologic effect and action mechanisms are widely known, those of Ann’s are only very recently being studied. Both Fourier Transformed Infrared (FTIR) and Raman spectroscopic techniques were used to study the participation of the main functional groups of the lipid bilayer involved in the membrane-solution interaction. The obtained spectra were comparatively analyzed, studying the spectral bands corresponding to both the hydrophobic and the hydrophilic regions in the lipid bilayer. Electrochemical experiments namely; impedance spectroscopy (EIS) and cyclic voltamperometry (CV) were used as the main characterization techniques to analyse stability and structural changes of a model system of supported EggPC bilayer in connection with its interactions with AA and Ann. At high molar ratios of AA, there is dehydration in both populations of the carbonyl group of the polar head of the lipid. On the other hand, Ann promotes the formation of hydrogen bonds with the carbonyl groups. No interaction between AA and phosphate groups is observed at low and intermediate molar ratios. Ann is expected to be able to induce the dehydration of the phosphate groups without the subsequent formation of H bonds with them. According to the electrochemical analysis, the interaction of AA with the supported lipid membrane does not alter its dielectric properties. This fact can be related to the conservation of structured water of the phosphate groups in the polar heads of the lipid. On the other hand, the incorporation of Ann into the lipid membrane generates an increase in the number of defects while changes the dielectric constant. This, in turn, can be associated with the induced dehydration of the phosphate groups.Facultad de Ciencias ExactasFacultad de Ingeniería (FI)Instituto de Investigaciones Fisicoquímicas Teóricas y Aplicadas (INIFTA

Estudio de la electrodeposición de estaño sobre polipirrol para el desarrollo de ánodos para baterías ión-litio

El objetivo general de la investigación se centra en el estudio de los procesos electroquímicos relacionados con la generación de electrodos modificados con depósitos de estaño sobre polipirrol (Ppy), con el propósito de avanzar en el desarrollo de nuevos ánodos para baterías de ión litio. Como objetivo específico se plantea estudiar las condiciones para la obtención de depósitos micro y nanoestructurados sobre diferentes sustratos, incluyendo aspectos tales como mecanismos de nucleación y modos de crecimiento de las nuevas fases, la morfología de los depósitos obtenidos y la respuesta electroquímica de los nuevos electrodos como ánodos en baterías de ion litio. Uno de los problemas fundamentales involucrados en el desarrollo de baterías de ión litio está relacionado con el mejoramiento de las propiedades de los ánodos para evitar que constituyan el elemento limitante en la performance de la batería en lo que respecta a capacidad y ciclabilidad. Los materiales anódicos empleados en la actualidad parten, del carbono, el cual posee una capacidad específica baja, entre otros aspectos a mejorar. Una posibilidad de duplicar la capacidad de los ánodos de las baterías es el empleo de estaño como tal o en forma de óxido o compuestos intermetálicos. Más aún, debido a su carencia de toxicidad el estaño resulta además muy atractivo desde un punto de vista medioambiental. Entre las cuestiones a resolver con los electrodos de estaño esta la gran variación de su volumen vinculado a la intercalación-desintercalación de los iones litio durante el funcionamiento de la batería, lo cual conduce a una progresiva destrucción de la estructura del electrodo y una disminución notable de su capacidad. Por consiguiente, resulta de suma importancia establecer las condiciones para la formación de un depósito de estaño con una gran área de interacción y estabilidad mecánica. En este sentido, obtener depósitos ramificados y nanoestructurados de estaño y algunas de sus aleaciones abre notables posibilidades para el desarrollo de ánodos para baterías de ion litio, particularmente empleando como soporte matrices de alta tridimensionalidad que permitan un incremento de la relación área/volumen y faciliten el transporte de materia hacia los centros activos para la intercalación de litio. En este sentido, se estudió la electrodeposición de estaño sobre electrodos de cobre modificados con una película de Ppy, en solución sulfúrica de sulfato de estaño a temperatura ambiente, empleando técnicas electroquímicas. El voltamperograma cíclico de estaño en la película de Ppy muestra un pico catódico ancho aproximadamente a -0.53 V frente a SCE y un pico anódico a -0.44 V. La reducción de Sn (II) está aparentemente controlada por difusión. Las imágenes SEM de los estudios cronoamperométricos muestran la formación de estructuras nanómetricas en las primeras etapas del proceso de deposición (-0.51 V), y para potenciales más catódicos (-0.55V) las partes externas de las estructuras metálicas comienzan desde un punto muy delgado y crecen para obtener una forma dendrítica.Universidad Nacional de La Plat

Estudio de la electrodeposición de estaño sobre polipirrol para el desarrollo de ánodos para baterías ión-litio

El objetivo general de la investigación se centra en el estudio de los procesos electroquímicos relacionados con la generación de electrodos modificados con depósitos de estaño sobre polipirrol (Ppy), con el propósito de avanzar en el desarrollo de nuevos ánodos para baterías de ión litio. Como objetivo específico se plantea estudiar las condiciones para la obtención de depósitos micro y nanoestructurados sobre diferentes sustratos, incluyendo aspectos tales como mecanismos de nucleación y modos de crecimiento de las nuevas fases, la morfología de los depósitos obtenidos y la respuesta electroquímica de los nuevos electrodos como ánodos en baterías de ion litio. Uno de los problemas fundamentales involucrados en el desarrollo de baterías de ión litio está relacionado con el mejoramiento de las propiedades de los ánodos para evitar que constituyan el elemento limitante en la performance de la batería en lo que respecta a capacidad y ciclabilidad. Los materiales anódicos empleados en la actualidad parten, del carbono, el cual posee una capacidad específica baja, entre otros aspectos a mejorar. Una posibilidad de duplicar la capacidad de los ánodos de las baterías es el empleo de estaño como tal o en forma de óxido o compuestos intermetálicos. Más aún, debido a su carencia de toxicidad el estaño resulta además muy atractivo desde un punto de vista medioambiental. Entre las cuestiones a resolver con los electrodos de estaño esta la gran variación de su volumen vinculado a la intercalación-desintercalación de los iones litio durante el funcionamiento de la batería, lo cual conduce a una progresiva destrucción de la estructura del electrodo y una disminución notable de su capacidad. Por consiguiente, resulta de suma importancia establecer las condiciones para la formación de un depósito de estaño con una gran área de interacción y estabilidad mecánica. En este sentido, obtener depósitos ramificados y nanoestructurados de estaño y algunas de sus aleaciones abre notables posibilidades para el desarrollo de ánodos para baterías de ion litio, particularmente empleando como soporte matrices de alta tridimensionalidad que permitan un incremento de la relación área/volumen y faciliten el transporte de materia hacia los centros activos para la intercalación de litio. En este sentido, se estudió la electrodeposición de estaño sobre electrodos de cobre modificados con una película de Ppy, en solución sulfúrica de sulfato de estaño a temperatura ambiente, empleando técnicas electroquímicas. El voltamperograma cíclico de estaño en la película de Ppy muestra un pico catódico ancho aproximadamente a -0.53 V frente a SCE y un pico anódico a -0.44 V. La reducción de Sn (II) está aparentemente controlada por difusión. Las imágenes SEM de los estudios cronoamperométricos muestran la formación de estructuras nanómetricas en las primeras etapas del proceso de deposición (-0.51 V), y para potenciales más catódicos (-0.55V) las partes externas de las estructuras metálicas comienzan desde un punto muy delgado y crecen para obtener una forma dendrítica.Universidad Nacional de La Plat