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チタン上における硝酸の還元機構

Reduction mechanism of nitate on titanium

小松 篤史 ; 石島 暖大 ; 本岡 隆文; 上野 文義  ; 山本 正弘 

Komatsu, Atsushi; Ishijima, Yasuhiro; Motooka, Takafumi; Ueno, Fumiyoshi; Yamamoto, Masahiro

チタンは沸騰硝酸中で腐食することが知られているが、沸騰硝酸中でのチタンの腐食機構,特に還元反応に関しての知見は少ない。そこで硝酸溶液中におけるチタン上での還元反応に注目し、硝酸溶液中に存在するイオン(H$$^{+}$$, NO$$_{3}$$$$^{-}$$, HNO$$_{2}$$)濃度を変化させた硝酸溶液中でチタンのカソード分極曲線を測定し、各種イオンの反応次数やターフェル勾配からチタン上での硝酸の還元反応機構について検討した。チタン上における硝酸の還元機構には、チタンの酸化皮膜の還元が関与していると考えられ、以下の反応機構を提案した。NO$$_3^{-}$$ $$rightleftharpoons$$ NO$$_{3ad}^{-}$$ (QE), TiO$$_{2}$$ + H$$^{+}$$ + e$$^{-}$$ $$rightleftharpoons$$ TiOOH (QE), NO$$_{3ad}^{-}$$ + TiOOH $$rightarrow$$ (NO$$_3^{-}$$ - TiOOH)$$_{ad}$$ (RDS), (NO$$_3^{-}$$ - TiOOH)$$_{ad}$$ + H$$^{+}$$ + e$$^{-}$$ $$rightarrow$$ NO$$_{2ad}^{-}$$ + TiO$$_{2}$$ + H$$_{2}$$O

Reduction mechanism of nitrate ion on titanium electrode was investigated using electrochemical method. Cathodic polarization curve of titanium was measured in nitric acid with different concentrations of ions (H$$^{+}$$,NO$$_{3}$$$$^{-}$$,HNO$$_{2}$$). Reduction mechanism of nitrate ion on titanium was investigated from Tafel slope and reaction order of each ions. It was considered that reduction of titanium oxide was involved in reduction mechanism of nitrate ion on titanium, and reduction mechanism was suggested as follows. NO$$_3^{-}$$ $$rightleftharpoons$$ NO$$_{3ad}^{-}$$ (QE), TiO$$_{2}$$ + H$$^{+}$$ + e$$^{-}$$ $$rightleftharpoons$$ TiOOH (QE), NO$$_{3ad}^{-}$$ + TiOOH $$rightarrow$$ (NO$$_3^{-}$$ - TiOOH)$$_{ad}$$ (RDS), (NO$$_3^{-}$$ - TiOOH)$$_{ad}$$ + H$$^{+}$$ + e$$^{-}$$ $$rightarrow$$ NO$$_{2ad}^{-}$$ + TiO$$_{2}$$ + H$$_{2}$$O

使用言語

 :

Japanese

掲載資料名

 :

材料と環境

巻

 :

62

号

 :

5

ページ数

 :

p.198 - 203

発行年月

 :

2013/05

発表会議名

 :

開催年月

 :

開催都市

 :

開催国

 :

キーワード

 :

no keyword

特許データ

 :

PDF

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論文URL

 :

https://doi.org/10.3323/jcorr.62.198

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