Nanostructured Anodic Oxide Films of Niobium: Features of Electrochemical Formation, Functional Properties and Applications (Review)
DOI:
https://doi.org/10.15330/pcss.17.2.160-169Ключові слова:
анодна оксидна плівка, анодне окиснення, ніобій, пористе оксидне покриттяАнотація
В огляді узагальнено дані щодо анодної поведінки ніобію у водних розчинах. Систематизовано особливості електрохімічного формування наноструктурованих оксидних покриттів на ніобії методом анодного окиснення. Висвітлено теоретичні аспекти утворення пористих анодних оксидних шарів. Проаналізовано вплив параметрів процесу та складу електроліту на характеристики оксидних шарів ніобію. Розглянуто функціональні властивості пористих покриттів на ніобії та визначено перспективні напрями їх практичного застосування.
Посилання
[1] P. Schmuki, S. Virtanen, Electrochemistry at the Nanoscale, Nanostructure Science and Technology, 435, (2009).
[2] M.L. Dmitruk, T.R. Barlas, V.O. Serdjuk, Fіzika і hіmіja tverdogo tіla 11(1), 13 (2010).
[3] V.I. Vigdorovich, N.V. Sockaja, N.V. Shel' i dr., Kondensirovannye sredy i mezhfaznye granicy, 10(2), 85 (2008).
[4] A.V. Lukashin, Sozdanie funkcional'nyh nanokompozitov na osnove oksidnyh matric s uporjadochennoj poristoj strukturoj:avtoref. dis. … d-ra him. nauk, Moskva, (2009).
[5] A.A. Dronov, Issledovanie i razrabotka tehnologij sozdanija fotojelektrodov na osnove nanostrukturirovannogo oksida titana: avtoref. dis. … kand. tehn. nauk, Moskva, (2012).
[6] B.I. Bajrachnyj, L.V. Ljashok, I.A. Tokareva, Perspektivnye materialy, 2, 66 (2014).
[7] A.N. Morozov, Sintez i kataliticheskie svojstva nanostrukturirovannyh pokrytij dioksida titana: avtoref. dis. … kand. him. nauk, Moskva, (2014).
[8] P. Roy, S. Berger, P. Schmuki, Angew. Chem. Int. Ed., 50, 2904 (2011).
[9] A. Ghicov, P. Schmuki, Chem. Commun., 2791 (2009).
[10] G. Poinern, N. Ali, D. Fawcett, Materials, 4, 487 (2011).
[11] D. Regoninia, C.R. Bowena, A. Jaroenworaluckc, R. Stevensa, MaterialsScienceandEngineeringR, 74(12), 377 (2013).
[12] B.I. Bajrachnyj, F.K. Andrjushhenko, Jelektrohimija ventil'nyh metallov (Vishha shkola, Har'kov, 1985).
[13] E. Asselin, T.M. Ahmed, A. Alfantazi, Corrosion Science, 49, 694(2007).
[14] L.L. Odynec, Anodnye oksidnye plenki (Nauka, Leningrad, 1990).
[15] S.P. Eremenko, D.B. Sandulov, L.I. Kolomiec, O.N. Malinovskaja, Zhurnal prikladnoj spektroskopii, 35(1), 122(1981).
[16] L.L. Odynec, A.L. Pergament, G.B. Stefanovich, F.A. Chudnovskij, Fizika tverdogo tela, 37(7), 2215(1995).
[17] A.T. Vas'ko, S.K. Kovach, Jelektrohimija tugoplavkih metallov (Tehnіka, Kiev, 1983).
[18] G.V. Ionova, V. Pershina, E. Johnson et al., J. Phys. Chem., 96, 11096(1992).
[19] V.S. Bosov, M.I. Vinogradov, V.A. Nazuk i dr., Poverhnost', 2, 126(1983).
[20] G.V. Haldeev, V.K. Gogel', Uspehi himii, 56(7), 1057(1987).
[21] A.N. Kamkin, Zakonomernosti anodno-anionnoj aktivacii niobija: avtoref. dis. … kand. him. nauk, Moskva, (1981).
[22] G. Tul's'kij, L. Ljashok, І. Tokarєva, O. Borsuk, Fіziko-hіmіchna mehanіka materіalіv, 1(10), 280 (2014).
[23] H. Lu, R. Gautier, M.D. Donakowski et al., Inorganic Chemistry, 53, 537 (2014).
[24] B.I. Bajrachnyj, L.V. Ljashok, I.A. Tokareva, Gal'vanotehnika i obrabotka poverhnosti, 1, 34, (2014).
[25] L.L. Odynec, Fizika oksidnyh plenok (Petrozavod. gos. univ. im. Kuusinena, Petrozavodsk, 1981).
[26] A.D. Davydov, R.A. Mirzoev, B.N. Kabanov, Jelektrohimija, 19(11), 1415 (1983).
[27] I.A. Tokareva, B.I. Bajrachnyj, L.V. Ljashok, Vіsnik NTU «HPІ», 28, 143 (2014).
[28] І.A. Tokarєva, Elektrohіmіchnij sintez poristih oksidnih pokrittіv na nіobії: avtoref. dis. … kand. thn. nauk, Harkіv, (2015).
[29] A.F. Bogojavlenskij, Anodnaja zashhita metallov (Mashinostroenie, Moskva, 1964).
[30] A.F. Bogojavlenskij, Zhurnal prikladnoj himii, 45(3), 682 (1972).
[31] A.F. Bogojavlenskij, Izv. Vuzov. Him. i him. tehnologija, 14(5), 712 (1971).
[32] O. Jessensky, F. Müller, U.Gösele, Applied Physics Letters, 72, 1173 (1998).
[33] D.D. Makdonal'd, Jelektrohimija, 48(3), 259 (2012).
[34] I.F. Lin, C.Y. Chao, D.D. Macdonald, J. EIectrochem., 6, 1194, (1981).
[35] De-Sheng Kong, Langmuir, 26(7), 4880, (2010). [36] B. Tzvetkov, M. Bojinov, A. Girginov, J. SolidStateElectrochem., 13, 1215, (2009).
[37] Y. Oikawa, T. Minami, H. Mayama, K. Tsujii, ActaMaterialia, 57, 3941, (2009).
[38] J. Zhao, X. Wang, R. Xu, Electrochemical and Solid-State letters, 10(4), 31, (2007).
[39] S. Yang, H. Habazaki, T. Fujiietal., Electrochim. Acta, 56, 7446, (2011).
[40] K. Nagahara, M. Sakairi, H. Takahashietal., Electrochim. Acta, 52, 2134 (2007).
[41] A.E. Gridnev, Vestnik VGU, Serija: Fizika. Matematika, 1, 11, (2008).
[42] D. Fang, S. Chen, M. Jiang et al., Materials Science in Semiconductor Processing, 18, 105, (2014).
[43] N.K. Kim, J.E. Yoo, J. Park et al., Bull. Korean Chem. Soc., 33(8), 2675, (2012).
[44] I. Sieber, H. Hildebrand, A. Friedrich, P. Schmuki, Electrochemistry Communications, 7(1), 97, (2005).
[45] A.V. Atrashhenko, A.A. Krasilin, I.S. Kuchuk i dr., Nanosistemy: fizika, himija, matematika., 3(3), 31, (2012).
[46] A.N. Belov, A.A. Dronov, I.Ju. Orlov, Izvestija vuzov. Jelektronika., 75(1), 16, (2009).
[47] J. Choi, J.H. Lim, S.C. Leeetal., ElectrochimicaActa, 51, 5502, (2006).
[48] R. Kirchgeorg, W. Wei, K. Lee et al., Chemistry Open, 1, 21, (2012).
[49] J.E. Yoo, J. Park, G. Cha, Thin Solid Films, 531, 402, (2013).
[50] W. Wei, K. Lee, S. Shaw, P. Schmuki, Chem. Commun, 48, 4244, (2012).
[51] J.E. Yoo, J. Choi, Electrochimica Acta, 55, 5142, (2010).
[52] J.Z. Ou, R.A. Rani, M.H. Ham et al., Acsnano, 6(5), 4045, (2012).
[53] S. Cattarin, M. Musiani, B. Tribollet, J. Electrochem. Soc., 149(10), B457, (2002).
[54] S. Yang, H. Habazaki, T. Fujiietal., Electrochim. Acta, 56, 7446, (2011).
[55] S. Yang, Y. Aoki, H. Habazaki, Applied Surface Science, 257, 8190, (2011).
[56] L. Skatkov, L. Lyashok, V. Gomozov et al., Journal of Electrochemical Science and Engineering, 4(2), 75, (2014).
[57] Z. Wang, Y. Hu, W. Wang etal., International journal of hydrogen energy, 37, 4526, (2012).
[58] H. Gu, Z. Wang, Y. Hu, Sensors, 12, 5517, (2012).
[59] G. Korotcenkov, Materials Science and Engineering, 139, 1, (2007).
[60] T. Hyodo, J. Ohoka, Y. Shimizu, M. Egashira, Sensors and Actuators B, 117, 359, (2006).
[61] T. Ushikubo, Catalysis Today, 57, 331, (2000).
[62] M. Segers, T. Peeters, Niobium: Chemical properties, applications and environmental effects (Nova Science Publ., New York, 2013).
[63] M. Ziolek, Catalysis Today, 78, 47, (2003).
[64] Y. Zhao, X. Zhou, L. Ye, S. Tsang, Nano Reviews, 3, 17631, (2012).
[65] Y. Ansanay, P. Kolar, R.R. Sharma-Shivappa, J.J. Cheng, Industrial Crops and Products, 52, 790, (2014).
[66] K. Tanabe, Catal. Today, 8(1), 1, (1990).
[67] F.A. Chernyshkova, Uspehi himii, 62(8), 788, (1993).
[68] E. Eisenbarth, D. Velten, M. Mulleretal., JournalofBiomedicalMaterialsResearch, 79A, 166, (2006).
[69] S.A. Pauline, N. Rajendran, Applied Surface Science, 290, 448, (2014).
[70] X.J. Wang, Y.C. Li, J.G. Lin etal., Acta Biomaterialia, 4, 1530, (2008).
[71] S.L. Starіkova, Vikoristannja tantalu і nіobіju z modifіkovanoju poverhneju dlja dental'noї іmplantacії: avtoref. dis. … kand. med. nauk, Odesa, (2003).
[72] A.C. Mackey, L.R. Karlinsey, G.T.M. Chuetal., MaterialsSciencesandApplications, 3, 301, (2012).
[73] D.D. Yao, R.A. Rani, A.P. O’Mullane et al., J. Phys. Chem. C, 118, 476, (2014).
[2] M.L. Dmitruk, T.R. Barlas, V.O. Serdjuk, Fіzika і hіmіja tverdogo tіla 11(1), 13 (2010).
[3] V.I. Vigdorovich, N.V. Sockaja, N.V. Shel' i dr., Kondensirovannye sredy i mezhfaznye granicy, 10(2), 85 (2008).
[4] A.V. Lukashin, Sozdanie funkcional'nyh nanokompozitov na osnove oksidnyh matric s uporjadochennoj poristoj strukturoj:avtoref. dis. … d-ra him. nauk, Moskva, (2009).
[5] A.A. Dronov, Issledovanie i razrabotka tehnologij sozdanija fotojelektrodov na osnove nanostrukturirovannogo oksida titana: avtoref. dis. … kand. tehn. nauk, Moskva, (2012).
[6] B.I. Bajrachnyj, L.V. Ljashok, I.A. Tokareva, Perspektivnye materialy, 2, 66 (2014).
[7] A.N. Morozov, Sintez i kataliticheskie svojstva nanostrukturirovannyh pokrytij dioksida titana: avtoref. dis. … kand. him. nauk, Moskva, (2014).
[8] P. Roy, S. Berger, P. Schmuki, Angew. Chem. Int. Ed., 50, 2904 (2011).
[9] A. Ghicov, P. Schmuki, Chem. Commun., 2791 (2009).
[10] G. Poinern, N. Ali, D. Fawcett, Materials, 4, 487 (2011).
[11] D. Regoninia, C.R. Bowena, A. Jaroenworaluckc, R. Stevensa, MaterialsScienceandEngineeringR, 74(12), 377 (2013).
[12] B.I. Bajrachnyj, F.K. Andrjushhenko, Jelektrohimija ventil'nyh metallov (Vishha shkola, Har'kov, 1985).
[13] E. Asselin, T.M. Ahmed, A. Alfantazi, Corrosion Science, 49, 694(2007).
[14] L.L. Odynec, Anodnye oksidnye plenki (Nauka, Leningrad, 1990).
[15] S.P. Eremenko, D.B. Sandulov, L.I. Kolomiec, O.N. Malinovskaja, Zhurnal prikladnoj spektroskopii, 35(1), 122(1981).
[16] L.L. Odynec, A.L. Pergament, G.B. Stefanovich, F.A. Chudnovskij, Fizika tverdogo tela, 37(7), 2215(1995).
[17] A.T. Vas'ko, S.K. Kovach, Jelektrohimija tugoplavkih metallov (Tehnіka, Kiev, 1983).
[18] G.V. Ionova, V. Pershina, E. Johnson et al., J. Phys. Chem., 96, 11096(1992).
[19] V.S. Bosov, M.I. Vinogradov, V.A. Nazuk i dr., Poverhnost', 2, 126(1983).
[20] G.V. Haldeev, V.K. Gogel', Uspehi himii, 56(7), 1057(1987).
[21] A.N. Kamkin, Zakonomernosti anodno-anionnoj aktivacii niobija: avtoref. dis. … kand. him. nauk, Moskva, (1981).
[22] G. Tul's'kij, L. Ljashok, І. Tokarєva, O. Borsuk, Fіziko-hіmіchna mehanіka materіalіv, 1(10), 280 (2014).
[23] H. Lu, R. Gautier, M.D. Donakowski et al., Inorganic Chemistry, 53, 537 (2014).
[24] B.I. Bajrachnyj, L.V. Ljashok, I.A. Tokareva, Gal'vanotehnika i obrabotka poverhnosti, 1, 34, (2014).
[25] L.L. Odynec, Fizika oksidnyh plenok (Petrozavod. gos. univ. im. Kuusinena, Petrozavodsk, 1981).
[26] A.D. Davydov, R.A. Mirzoev, B.N. Kabanov, Jelektrohimija, 19(11), 1415 (1983).
[27] I.A. Tokareva, B.I. Bajrachnyj, L.V. Ljashok, Vіsnik NTU «HPІ», 28, 143 (2014).
[28] І.A. Tokarєva, Elektrohіmіchnij sintez poristih oksidnih pokrittіv na nіobії: avtoref. dis. … kand. thn. nauk, Harkіv, (2015).
[29] A.F. Bogojavlenskij, Anodnaja zashhita metallov (Mashinostroenie, Moskva, 1964).
[30] A.F. Bogojavlenskij, Zhurnal prikladnoj himii, 45(3), 682 (1972).
[31] A.F. Bogojavlenskij, Izv. Vuzov. Him. i him. tehnologija, 14(5), 712 (1971).
[32] O. Jessensky, F. Müller, U.Gösele, Applied Physics Letters, 72, 1173 (1998).
[33] D.D. Makdonal'd, Jelektrohimija, 48(3), 259 (2012).
[34] I.F. Lin, C.Y. Chao, D.D. Macdonald, J. EIectrochem., 6, 1194, (1981).
[35] De-Sheng Kong, Langmuir, 26(7), 4880, (2010). [36] B. Tzvetkov, M. Bojinov, A. Girginov, J. SolidStateElectrochem., 13, 1215, (2009).
[37] Y. Oikawa, T. Minami, H. Mayama, K. Tsujii, ActaMaterialia, 57, 3941, (2009).
[38] J. Zhao, X. Wang, R. Xu, Electrochemical and Solid-State letters, 10(4), 31, (2007).
[39] S. Yang, H. Habazaki, T. Fujiietal., Electrochim. Acta, 56, 7446, (2011).
[40] K. Nagahara, M. Sakairi, H. Takahashietal., Electrochim. Acta, 52, 2134 (2007).
[41] A.E. Gridnev, Vestnik VGU, Serija: Fizika. Matematika, 1, 11, (2008).
[42] D. Fang, S. Chen, M. Jiang et al., Materials Science in Semiconductor Processing, 18, 105, (2014).
[43] N.K. Kim, J.E. Yoo, J. Park et al., Bull. Korean Chem. Soc., 33(8), 2675, (2012).
[44] I. Sieber, H. Hildebrand, A. Friedrich, P. Schmuki, Electrochemistry Communications, 7(1), 97, (2005).
[45] A.V. Atrashhenko, A.A. Krasilin, I.S. Kuchuk i dr., Nanosistemy: fizika, himija, matematika., 3(3), 31, (2012).
[46] A.N. Belov, A.A. Dronov, I.Ju. Orlov, Izvestija vuzov. Jelektronika., 75(1), 16, (2009).
[47] J. Choi, J.H. Lim, S.C. Leeetal., ElectrochimicaActa, 51, 5502, (2006).
[48] R. Kirchgeorg, W. Wei, K. Lee et al., Chemistry Open, 1, 21, (2012).
[49] J.E. Yoo, J. Park, G. Cha, Thin Solid Films, 531, 402, (2013).
[50] W. Wei, K. Lee, S. Shaw, P. Schmuki, Chem. Commun, 48, 4244, (2012).
[51] J.E. Yoo, J. Choi, Electrochimica Acta, 55, 5142, (2010).
[52] J.Z. Ou, R.A. Rani, M.H. Ham et al., Acsnano, 6(5), 4045, (2012).
[53] S. Cattarin, M. Musiani, B. Tribollet, J. Electrochem. Soc., 149(10), B457, (2002).
[54] S. Yang, H. Habazaki, T. Fujiietal., Electrochim. Acta, 56, 7446, (2011).
[55] S. Yang, Y. Aoki, H. Habazaki, Applied Surface Science, 257, 8190, (2011).
[56] L. Skatkov, L. Lyashok, V. Gomozov et al., Journal of Electrochemical Science and Engineering, 4(2), 75, (2014).
[57] Z. Wang, Y. Hu, W. Wang etal., International journal of hydrogen energy, 37, 4526, (2012).
[58] H. Gu, Z. Wang, Y. Hu, Sensors, 12, 5517, (2012).
[59] G. Korotcenkov, Materials Science and Engineering, 139, 1, (2007).
[60] T. Hyodo, J. Ohoka, Y. Shimizu, M. Egashira, Sensors and Actuators B, 117, 359, (2006).
[61] T. Ushikubo, Catalysis Today, 57, 331, (2000).
[62] M. Segers, T. Peeters, Niobium: Chemical properties, applications and environmental effects (Nova Science Publ., New York, 2013).
[63] M. Ziolek, Catalysis Today, 78, 47, (2003).
[64] Y. Zhao, X. Zhou, L. Ye, S. Tsang, Nano Reviews, 3, 17631, (2012).
[65] Y. Ansanay, P. Kolar, R.R. Sharma-Shivappa, J.J. Cheng, Industrial Crops and Products, 52, 790, (2014).
[66] K. Tanabe, Catal. Today, 8(1), 1, (1990).
[67] F.A. Chernyshkova, Uspehi himii, 62(8), 788, (1993).
[68] E. Eisenbarth, D. Velten, M. Mulleretal., JournalofBiomedicalMaterialsResearch, 79A, 166, (2006).
[69] S.A. Pauline, N. Rajendran, Applied Surface Science, 290, 448, (2014).
[70] X.J. Wang, Y.C. Li, J.G. Lin etal., Acta Biomaterialia, 4, 1530, (2008).
[71] S.L. Starіkova, Vikoristannja tantalu і nіobіju z modifіkovanoju poverhneju dlja dental'noї іmplantacії: avtoref. dis. … kand. med. nauk, Odesa, (2003).
[72] A.C. Mackey, L.R. Karlinsey, G.T.M. Chuetal., MaterialsSciencesandApplications, 3, 301, (2012).
[73] D.D. Yao, R.A. Rani, A.P. O’Mullane et al., J. Phys. Chem. C, 118, 476, (2014).
##submission.downloads##
Опубліковано
2016-06-15
Як цитувати
Байрачний, Б. І., & Токарєва, І. А. (2016). Nanostructured Anodic Oxide Films of Niobium: Features of Electrochemical Formation, Functional Properties and Applications (Review). Фізика і хімія твердого тіла, 17(2), 160–169. https://doi.org/10.15330/pcss.17.2.160-169
Номер
Розділ
Наукові статті
