thesis

Corrosion du dioxyde d'etain fortement dope en milieu aqueux chlorure, etudiee par electrogravimetrie et spectroscopie d'impedance

Defense date:

Jan. 1, 1996

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Institution:

Paris 6

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Abstract FR:

L'utilisation des films de dioxyde d'etain (sno#2), comme anodes dans la depollution des eaux usees, s'appuie sur leur stabilite electrochimique et leur forte surtension vis-a-vis du degagement d'oxygene. Toutefois, dans les conditions d'utilisation rencontrees dans les electrolyseurs industriels, des degradations apparaissent sur ces anodes au bout de quelques mois de fonctionnement. Durant notre etude, a partir des mesures electrogravimetriques (utilisation d'une microbalance a quartz) et par spectroscopie d'impedance, nous avons mis en evidence l'apparition d'un processus de corrosion dans une region limitee de potentiel, entre 1,0 et 1,3 v/ecs, en milieu aqueux chlorure. Aux potentiels inferieurs a 1 v/ecs, l'impedance electrochimique montre que l'interface sno#2/electrolyte est bloquante vis-a-vis du transfert de charges. Dans l'oxyde sno#2, du fait de son caractere semiconducteur, il existe une barriere de potentiel, associee a la zone de charge d'espace, qui augmente avec le potentiel applique. Ceci a pour effet de reduire le transfert de charges interfacial controle par effet tunnel. Par contre, au dessus de 1 v/ecs, l'electrode sno#2 montre une forte activation electrochimique en se corrodant. La vitesse de corrosion, mesuree in-situ par la technique qcm sur des electrodes sno#2 dopees antimoine ou fluor, presente un pic entre 1,0 et 1,2 v/ecs. Elle depend de la composition de l'electrolyte (ph, ions chlorures) et du taux de dopage de l'oxyde en antimoine. Cette vitesse de corrosion augmente avec la concentration des ions c1#- presents dans la solution et tend a diminuer quand le ph augmente. Elle est fortement diminuee quand on augmente le taux d'antimoine de 1 a 4%. Nous avons propose un schema reactionnel probable du processus de corrosion dans les milieux acide et faiblement basique. Il fait appel, dans une premiere etape, a une generation electrochimique d'especes radicalaires oh et c1. La corrosion resulte de l'attaque chimique des liaisons de surface sn-o par oh et c1, en creant une charge de surface positive modifiant le diagramme energetique de l'interface sno#2/electrolyte. La surface sno#2 est alors activee vis-a-vis des reactions d'oxydation en l'occurence, l'oxydation de l'eau. Aux potentiels fortement positifs v > 1,3 v/ecs, la corrosion s'arrete suite a la reaction de degagement d'oxygene qui consomme les especes radicalaires