京都大学 / 0048 / 新制・課程博士 / 博士(工学) / 甲第19314号 / 工博第4111号 / 新制||工||1634(附属図書館) / 32316 / 京都大学大学院工学研究科物質エネルギー化学専攻 / (主査)教授 安部 武志, 教授 作花 哲夫, 教授 陰山 洋 / 学位規則第4条第1項該当 / Doctor of Philosophy (Engineering) / Kyoto University / DGAM

Zn-Mo coatings are very promising environment friendly anticorrosive coatings as replacement materials for cadmium and chromium (VI) based conversion layers. Electrodeposition has become a favorable technique in fabricating coatings due to its low cost, ease of use, and overall experimental control of coating quality. Very little research so far has been done for the electrodeposition of Zn-Mo coatings under alkaline conditions. In this work, Zn and Zn-Mo coatings were electrochemically deposited on stainless steel from an aqueous alkaline citrate solution. An organic compound, vanillin, was added to the electrolyte as a leveling agent for improving interlayer adherence and corrosion resistance of Zn-Mo coatings. Ni-Mo alloys have been known to possess high tensile strength and excellent corrosion protection of steels, and MoTe2 layers have a potential for the application in anticorrosive coatings due to their hydrophobic properties. In this study, MoTe2-Ni-Mo coatings were deposited on stainless steel using both sputtering and electrodeposition methods. These coatings with high corrosion resistance and other desirable properties are in demand in the oil and gas industry since they can protect and thus extend the lifetime of the underlying materials when exposed to aggressive environments. The Zn-Mo and MoTe2-Ni-Mo coatings were evaluated for chemical composition and corrosion behavior using different types of instrumental and electrochemical techniques. The addition of vanillin to the electrolyte did not change the crystalline structure or composition of the Zn-Mo coating, however, the corrosion resistance of the coating was significantly improved by the leveling effect of vanillin during the electrodeposition. The corrosion resistance of the Ni-Mo coating was also enhanced by applying the hydrophobic MoTe2 monolayer on the top surface.

El conocimiento de las características interfaciales es de suma importancia para poder desarrollar materiales que sean capaces de dar lugar a reacciones electrocatalíticas eficientes. Por esta razón, en esta tesis se muestran diferentes estudios interfaciales sobre superficies monocristalinas de platino y cobre en diferentes electrolitos. Además se estudian las características de la interfase electrodoldisolución con superficies de platino modificadas con adátomos de hierro, cobalto y níquel. Para ello, se han empleado las técnicas de voltametría cíclica, espectroscopía infrarroja con transformada de Fourier, desplazamiento de carga con CO y salto de temperatura inducido por láser. Los resultados muestran cómo varía el campo eléctrico interfacial disminuye al aumentar el recubrimiento de hierro y níquel en la superficie de platino. Este efecto tiene un gran impacto en la reacción de evolución de hidrógeno, ya que la mejora electrocatalítica de esta reacción está relacionada con la energía de reorganización de las moléculas de agua, la cual, depende de la fortaleza del campo eléctrico interfacial. Los estudios realizados en medio alcalino para las diferentes superficies de cobre y platino sin modificar muestran una correlación entre el potencial de máxima entropía y las funciones de trabajo para cada una de las diferentes orientaciones atómicas superficiales. Por otro lado, debido a la aplicabilidad de las nanopartículas en los sistemas reales de conversión de energía, se realizaron experimentos de sincrotrón empleando la técnica de Bragg coherent difraction imaging con el objetivo de estudiar el deterioro de las nanopartículas en condiciones operando.