3.3.2.1. Xác định độ bền điện hóa
Hình 3.38: Đường cong phân cực vòng của các compozit PbO2 - PANi
tổng hợp bằng phương pháp CV tại các tốc độ khác nhau,
trong dung dịch H2SO4 0,5 M, tốc độ quét 5 mV/s.
lgi (mA/cm2) E Ag/AgCl (V) Ecorr E01 1.E-03 1.E-02 1.E-01 1.E+00 1.E+01 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 50 mv/s 100 mV/s 150 mV/s Ecorr E01
Theo [115] lớp phủ PbO2 có khả năng bảo vệ ăn mòn cho nền thép không rỉ, trong luận án này compozit PbO2 - PANi sẽ được nghiên cứu khả năng bảo vệ ăn mòn cho lớp nền bằng phương pháp đo đường cong phân cực vòng. Hình 3.38 trình bày các đường cong phân cực vòng của các compozit PbO2 - PANi trên nền thép không rỉ dưới dạng logarit trong dung dịch H2SO4
0,5 M với tốc độ quét thế 5 mV/s. Từ các đường cong phân cực vòng bằng phương pháp ngoại suy Tafel có thể xác định được điện thế ăn mòn Ecorr và dòng ăn mòn icorr (bảng 3.11). Giá trị điện thế ăn mòn có thể đánh giá được xu thế ăn mòn của vật liệu trong các môi trường, điện thế Ecorr càng dương thì khả năng bị ăn mòn càng giảm, tức là vật liệu càng được bảo vệ tốt hơn. Mặt khác từ đường cong phân cực vòng ta cũng xác định được điện thế E01 và giá trị ∆E0 = E01 – Ecorr, ∆E0 càng nhỏ thì khả năng bị ăn mòn của vật liệu càng ít [116].
Bảng 3.11 : Các thông số động học thu được từ đường cong phân cực vòng
của các compozit PbO2 - PANi tổng hợp bằng phương pháp CV
Mẫu tổng hợp tại tốc độ (mV/s) icorr (μA/cm2) Ecorr (V) E01 (V) ∆E0 (mV) 50 25,90 1,241 1,371 130 100 25,08 1,255 1,375 120 150 27,63 1,233 1,373 140
Từ kết quả trên bảng 3.11 thấy rằng các giá trị điện thế ăn mòn Ecorr và dòng ăn mòn icorr phụ thuộc vào tốc độ quét trong quá trình tổng hợp compozit PbO2 - PANi, tuy nhiên không lớn lắm, trong đó compozit tại tốc độ 100 mV/s có mật độ dòng ăn mòn nhỏ nhất (25,08 μA/cm2), Ecorr dương nhất (1,375 V) cũng như giá trị ∆E0 nhỏ nhất (120 mV). Điều này khẳng định
compozit tổng hợp tại 100 mV/s là vật liệu bền ăn mòn nhất nhờ cấu trúc hình thái học bề mặt vừa đồng đều, vừa chặt sít (hình 3.21b).
Hình 3.39: Đường cong phân cực vòng của PbO2 và compozit PbO2 - PANi
được tổng hợp ở tốc độ 100 mV/s trong dung dịch H2SO4 0,5 M,
tốc độ quét 5 mV/s.
Để nghiên cứu ảnh hưởng của PANi đến độ bền điện hóa của điện cực PbO2, đường cong phân cực vòng của điện cực PbO2 đã được nghiên cứu để so sánh với điện cực compozit PbO2 - PANi cùng được tổng hợp bằng phương pháp CV ở tốc độ 100 mV/s (hình 3.39). Sau khi tiến hành ngoại suy Tafel đã xác định được điện thế ăn mòn Ecorr = 1,233 V, dòng ăn mòn icorr = 48,95 μA/cm2, và E01 = 1,363 V, ∆E0 = 130 mV của điện cực PbO2. So sánh với điện cực compozit thì điện cực PbO2 có thế ăn mòn âm hơn tức ăn mòn sớm hơn, có dòng ăn mòn lớn gần gấp đôi và giá trị ∆E0 lớn hơn. Như vậy sự có mặt của PANi đã làm tăng độ bền điện hóa của vật liệu.
Xu thế bị ăn mòn điểm không chỉ phụ thuộc vào điện thế ăn mòn điểm mà còn phụ thuộc vào hình dạng của vòng trễ khi quét ngược lại. Tại điện thế mà vòng trễ kết thúc càng dương thì khả năng ăn mòn điểm càng ít [116]. Dựa vào hình 3.38 và hình 3.39 ta thấy rằng các mẫu compozit và PbO2 được
1,E+00 1,E+01 1,1 1,2 1,3 1,4 1,5 1,E-03 1,E-02 1,E-01 PbO2 - 100 mV/s compozit – 100 mV/s lgi (mA/cm2) EAg/AgCl (V) Ecorr E01
tổng hợp bằng phương pháp CV đều không xuất hiện ăn mòn điểm vì không thấy xuất hiện điểm cắt giữa 2 nhánh anôt khi quét đi và quét về.