Кинетика электрохимического восстановления меди из среды холин хлорид:этиленгликоль (1:2) на поверхности стеклоуглерода

Авторы

  • О. Құдайберген Научно-исследовательский институт новых химических технологий и материалов, Казахский национальный университет им. аль-Фараби, Алматы, Казахстан https://orcid.org/0009-0002-6311-9941
  • Г. Рахымбай Центр физико-химических методов исследования и анализа, Казахский национальный университет им. аль-Фараби, Алматы, Казахстан https://orcid.org/0000-0002-8814-9752
  • Х. Авчукир Научно-исследовательский институт новых химических технологий и материалов, Казахский национальный университет им. аль-Фараби, Алматы, Казахстан
    Центр физико-химических методов исследования и анализа, Казахский национальный университет им. аль-Фараби, Алматы, Казахстан
    https://orcid.org/0000-0001-6612-0775

DOI:

https://doi.org/10.15328/cb2026_132

Ключевые слова:

электрохимическое восстановление меди, холин хлорид, этиленгликоль, глубокий эвтектический растворитель, константа скорости, коэффициент диффузии, электрохимическая импедансная спектроскопия, вращающийся дисковый электрод с кольцом

Аннотация

В данной работе исследовано электрохимическое восстановление меди в глубоком эвтектическом растворителе на основе холин хлорида и этиленгликоля методами циклической вольтамперометрии и электрохимической импедансной спектроскопии. Установлено, что процесс восстановления меди протекает через стадии Cu2+/Cu+ и Cu+/Cu0. Стабильность ионов Cu+ в смеси хлорида холина и этиленгликоля (1:2) была продемонстрирована с использованием вращающегося дискового электрода с кольцом. Показано, что исследуемые процессы протекают с диффузионным ограничением. На основе уравнения Рэндлса–Шевчика определены коэффициенты диффузии, значения которых составили:  DCu2+ = 2,7 × 10-7 см2 с-1 и DCu+  = 9,8 × 10-7 см2 с-1. Константы скорости переноса заряда, рассчитанные на основе полулогарифмической зависимости (Injп – (Eп – E0`)), составили 5,6 × 10-7 см с-1 и 3,5 × 10-4 см с-1. Результаты импедансной спектроскопии показали, что с увеличением температуры сопротивление переноса заряда уменьшается с 6,3 до 2,1 Ω см2, что свидетельствует об ускорении электрохимических процессов. Полученные результаты позволяют глубже понять механизм восстановления меди в глубоких эвтектических растворителях и могут быть использованы при разработке методики электроосаждения меди для получения эффективных катализаторов электрохимического восстановления диоксида углерода.

Биографии авторов

  • О. Құдайберген, Научно-исследовательский институт новых химических технологий и материалов, Казахский национальный университет им. аль-Фараби, Алматы, Казахстан

    научный сотрудник, Научно-исследовательский институт новых химических технологий и материалов, Лаборатория межфазной электрохимии и катализа, Казахский национальный университет имени аль-Фараби (Алматы, Казахстан; e-mail: olzhas.kudaibergen@kaznu.edu.kz)

  • Г. Рахымбай, Центр физико-химических методов исследования и анализа, Казахский национальный университет им. аль-Фараби, Алматы, Казахстан

    старший научный сотрудник, Центр физико-химических методов исследования и анализа, Казахский национальный университет имени аль-Фараби (Алматы, Казахстан; e-mail: gulmira.rakhymbay@kaznu.edu.kz)

  • Х. Авчукир, Научно-исследовательский институт новых химических технологий и материалов, Казахский национальный университет им. аль-Фараби, Алматы, Казахстан, Центр физико-химических методов исследования и анализа, Казахский национальный университет им. аль-Фараби, Алматы, Казахстан

    ведущий научный сотрудник, заведующий лабораторией, Научно-исследовательский институт новых химических технологий и материалов, Лаборатория межфазной электрохимии и катализа, Казахский национальный университет имени аль-Фараби (Алматы, Казахстан; e-mail: khaisa.avchukir@kaznu.edu.kz)

Библиографические ссылки

1 Nitopi S, Bertheussen E, Scott SB, Liu X, Engstfeld AK, Horch S, et al. (2019) Chem Rev 119:7610–7672. http://dx.doi.org/10.1021/acs.chemrev.8b00705

2 Sebastián P, Vallés E, Gómez E (2014) Electrochim Acta 123:285–295. http://dx.doi.org/10.1016/j.electacta.2014.01.062

3 Zobeid A, Abbasi F, Azadi S (2025) Adv Appl NanoBio-Technologies 6:1–45. http://dx.doi.org/10.18502/aanbt.v6i2.18615

4 Cichowska-Kopczyńska I, Nowosielski B, Warmińska D (2023) Molecules 28:5293. http://dx.doi.org/10.3390/molecules28145293

5 Abbott AP, El Ttaib K, Frisch G, McKenzie KJ, Ryder KS (2009) Phys Chem Chem Phys 11:4269. http://dx.doi.org/10.1039/b817881j

6 Cvetković VS, Jović VD, Nikolić ND, Barudžija TS, Dimitrijević S, Jovićević JN (2024) J Electroanal Chem 958:118161. http://dx.doi.org/10.1016/j.jelechem.2024.118161

7 Mohsen Ismail A, Kortlever R (2025) ACS Appl Energy Mater 8:8551–8560. http://dx.doi.org/10.1021/acsaem.5c01142

8 Chen L, Chen J, Fan L, Chen J, Zhang T, Chen J, et al. (2023) ACS Catal 13:11934–11944. http://dx.doi.org/10.1021/acscatal.3c01815

9 Valverde PE, Green TA, Roy S (2020) J Appl Electrochem 50:699–712. http://dx.doi.org/10.1007/s10800-020-01408-1

10 Bekey A, Vacandio F, Avchukir K (2025) Electrocatalysis 16:513–525. http://dx.doi.org/10.1007/s12678-025-00940-y

11 Shen D, Steinberg K, Akolkar R (2018) J Electrochem Soc 165:E808–E815. http://dx.doi.org/10.1149/2.1011814jes

12 Bekey A, Vacandio F, Avchukir K (2025) J Appl Electrochem 55:2701–2719. http://dx.doi.org/10.1007/s10800-025-02343-9

13 Kuhl KP, Cave ER, Abram DN, Jaramillo TF (2012) Energy Environ Sci 5:7050. http://dx.doi.org/10.1039/c2ee21234j

14 Elgrishi N, Rountree KJ, McCarthy BD, Rountree ES, Eisenhart TT, Dempsey JL (2018) J Chem Educ 95:197–206. http://dx.doi.org/10.1021/acs.jchemed.7b00361

15 El‐Latif EIA, Kebede MA, Sekar K, Hameed TA, Yahia IS, Gao H, et al. (2025) Adv Theory Simulations. http://dx.doi.org/10.1002/adts.202500346

16 Avchukir K, Burkitbayeva BD, Argimbayeva AM, Rakhymbay GS, Beisenova GS, Nauryzbayev MK (2018) Russ J Electrochem 54:1096–1103. http://dx.doi.org/10.1134/S1023193518120042

17 Opekar F, Beran P (1976) J Electroanal Chem Interfacial Electrochem 69:1–105. http://dx.doi.org/10.1016/S0022-0728(76)80129-5

18 Nikolic J, Expósito E, Iniesta J, González-Garcia J, Montiel V (2000) J Chem Educ 77:1191. http://dx.doi.org/10.1021/ed077p1191

19 Avchukir K, Dzhalmukhamedovna B, Vacandio F (2019) J Electroanal Chem 842:176–183. http://dx.doi.org/10.1016/j.jelechem.2019.04.078

20 Loew N, Watanabe H, Shitanda I, Itagaki M (2022) Electrochim Acta 421:140467. http://dx.doi.org/10.1016/j.electacta.2022.140467

21 Cheng W, Luo S, Chen Y (2019) Int J Electrochem Sci 14:4254–4263. http://dx.doi.org/10.20964/2019.05.46

Опубликован

2026-11-12

Выпуск

Раздел

Физическая химия и электрохимия

Как цитировать

Кинетика электрохимического восстановления меди из среды холин хлорид:этиленгликоль (1:2) на поверхности стеклоуглерода. (2026). Вестник КазНУ. Серия химическая, 121(4), In Press. https://doi.org/10.15328/cb2026_132

Похожие статьи

1-10 из 36

Вы также можете начать расширеннвй поиск похожих статей для этой статьи.