Мыс пен мырыш оксидтерінің негізінде нано- және микроөлшемді дисперсті материалдар

Өнеркәсіптік жиіліктегі айнымалы токты пайдаланып, мыс пен мырыштың жеке және бірлескен электрохимиялық тотығу заңдылықтарын зерттеу және берілген құрылымы мен дисперстілігіне ие мыс пен мырыш оксидтерінің негізінде нано- және микроөлшемді дисперсті материалдарды электрохимиялық алу технологиясын әзірлеу.

Элeктpoxимиялық, пoтeнциoдинaмикалық.

Жұмыс барысында мыс пен мырыштың кинетикасы мен электртотығу механизмін зерттеу, сондай-ақ олардың бірлескен тотығу туралы мәліметтер алынды. Сілтілік және бейтарап ерітінділерде айнымалы токты қолдана отырып, мыс пен мырыштың жеке және бірлескен электрохимиялық тотығуының кинетикасы мен механизмі анықталды. Поляризациялық өлшеулердің нәтижелері бойынша кинетикалық параметрлер есептелген: гетерогенді жылдамдық константасы (ks), сілтілік және бейтарап ортада металдардың тотығу процесінің жүруін және оның сипатын анықтауға мүмкіндік беретін мыс пен мырышты электртотығу процесінің тиімді активтендіру энергиясы (Аэф). Кинетикалық заңдылықтарды зерттеу берілген физика-химиялық қасиеттеріне ие металл оксидтері негізінде дисперсті материалдарды алу мақсатында процесті жүргізу параметрлерін анықтауға мүмкіндік береді. Сілтілі және бейтарап ерітінділерде айнымалы токты пайдалану кезінде мыс пен мырышты бірлесіп тотықтыру негізінде дисперсті материалдарды алудың біз ұсынатын тәсілі өте таза гидроксидтер мен оксидтерден қос жүйені алуға мүмкіндік береді, ал электролиз процесінің электрлік параметрлерін реттеу берілген физика-химиялық сипаттамаларға ие ұнтақтарды қалыптастыруға мүмкіндік береді. 50 Гц өнеркәсіптік жиіліктегі айнымалы токты пайдалану оксидтердің «инертті» электродтардың бұзылу өнімдерімен ластануын болдырмайды, сондай-ақ құрамында металл тұздары жоқ электролиттердің регенерациясын және кәдеге жаратылуын жеңілдетеді.

Стационарлы емес жағдайларда электрохимиялық әдісті таңдау оның басқа әдістердің алдында артықшылығына негізделген, ол бастапқы электролиттердің табиғаты мен құрамы, температурасы мен ток тығыздығы сияқты көптеген факторларды таңдау мүмкіндігіне негізделген, олардың оңтайлы үйлесімі белгілі бір қасиеттерге жетуге ықпал етеді. Жоғары сапа дәрежесі мен көпфункционалдылығына ие синтез өнімдері нано - және микроөлшемділікпен сипатталады. Электрохимиялық процестерді қолдану берілген қасиеттеріне ие мыс және мырыш оксидтер негізінде жаңа перспективті материалдарды синтездеу мәселесін шешеді. Ең тиімді әдіс процесті аппаратуралық қамтамасыз етуді қосымша жеңілдетуге, оны жүргізуге арналған энергетикалық шығындарды азайтуға және өнім сапасын айтарлықтай жақсартуға мүмкіндік беретін электролиздің стационарлық емес режимдерін қолдану болып табылады. Дербес фаза ретінде бөлінетін металл оксидтерінің нанодисперсті ұнтақтарын электрохимиялық синтездеудің қарапайым және экологиялық қауіпсіз тәсілін әзірлеу елді наноұнтақтармен қамтамасыз етудің маңызды міндеттерін шешу үшін қызығушылық тудырады. Процесс параметрлерін өзгерте отырып, берілген қасиеттері бар ұнтақтарды, сондай-ақ соңғы уақытта химиялық, электротехникалық өнеркәсіпте, сондай-ақ медицина және радиоэлектроникада кең қолданыс табатын мыс және мырыш негізіндегі оксидті жүйелерді алуға болады.

Стационарлық емес жағдайларда мыс пен мырыштың электрохимиялық тотығу процесінің ірілендірілген-зертханалық сынақтарды жүргізу жоспарланған.

Мыс және мырыш оксидтерінің ұнтақтарын электросинтездің ұсынылып отырған технологиясын іске асыру отандық кәсіпорындардың мыс және мырыш өндірісінің қалдықтарын қайта өңдеуге тарту мүмкіндігінен тұратын экономикалық және экологиялық әсерлерге қол жеткізуге болады.

Катализаторлар, катализаторлар тасығыштары, сорбенттер, шыны және керамика, лактар мен бояулар, отқа төзімді заттар, полимерлер толтырғыштарын жасау - химия өнеркәсібінде; сілтілі аккумуляторлар мен құрғақ гальваникалық элементтердің белсенді массалары, диэлектриктер мен жартылай өткізгіштер - электротехникалық өнеркәсіпте; нано-және микроэлектроникада, арнайы мақсаттағы керамика, сенсорлық датчиктер өндірісінде, сондай-ақ медицинада, косметикада.

Мыс пен мырыш оксидтерінің негізінде нано- және микроөлшемді дисперсті материалдар

Өнеркәсіптік жиіліктегі айнымалы токты пайдаланып, мыс пен мырыштың жеке және бірлескен электрохимиялық тотығу заңдылықтарын зерттеу және берілген құрылымы мен дисперстілігіне ие мыс пен мырыш оксидтерінің негізінде нано- және микроөлшемді дисперсті материалдарды электрохимиялық алу технологиясын әзірлеу.

Элeктpoxимиялық, пoтeнциoдинaмикалық, электронды микроскопия, ИҚ-спектроскопия, термогравиметрия, ұнтақтардың меншікті бетін бағалау әдістері.

Мыс пен мырыштың жеке және бірлескен электртотығуына, ұнтақтардың фазалық құрамына әр түрлі параметрлердің әсері зерттелді: электролиттің табиғаты мен концентрациясы, ток тығыздығы мен температура. Мыс және мырыш оксидтерінің нано-және микроөлшемді дисперсті ұнтақтарын алудың оңтайлы жағдайлары анықталды. Металдардың жоғары тотығу жылдамдығын қамтамасыз ететін электролиттердің табиғаты мен оңтайлы құрамы анықталды. Стационарлы емес ток тығыздығы зерттелетін температуралық режимдерде электролиз процесін оңтайландыруға және қарқындатуға және өнімдердің максималды шығымын беретін электродтардың еру жылдамдығын арттыруға мүмкіндік берді. Кеуекті құрылым сипаттамаларының және алынған ұнтақтардың дисперстілік дәрежесінің айнымалы ток тығыздығына және электролит ерітінділерінің концентрациясына тәуелділігі зерттелді. Мыс және мырыш оксидтерінің меншікті беті дисперстілігі мен кеуектілігінің электролиз параметрлеріне тәуелділігі анықталды. Алынған қосылыстардың сүзу, жуу, микротолқынды сәулеленуімен термоөңдеу әдіснамасы анықталды. Берілген құрылымы мен дисперстілігіне ие мыс және мырыш оксидтері негізінде нано- және микроөлшемді дисперсті материалдарды электрохимиялық синтездеу процесінің технологиялық жағдайлары анықталды.

Мыс және мырыш оксидтері негізінде нано- және микроөлшемді материалдарды синтездеудің аппаратуралық-технологиялық схемасы әзірленді. Стационарлық емес жағдайларда мыс пен мырыштың электрохимиялық тотығу процесінің ірілендірілген-зертханалық сынақтар жүргізілді.

Электролиздің стационарлық емес режимдерін қолдану жоғары тиімді әдіс болып табылады, бұл процесті аппараттық қамтамасыз етуді одан әрі жеңілдетеді, оны жүргізуге жұмсалатын энергия шығындарын азайтады және өнім сапасын едәуір жақсартады. Тәуелсіз фаза ретінде түзілетін металл оксидтерінің нанодисперсті ұнтақтарын электрохимиялық синтездеудің қарапайым және экологиялық қауіпсіз әдісін жасау отанды наноұнтақтармен қамтамасыз етудің маңызды мәселесін шешуге қызығушылық тудырады. Мыс және мырыш оксидтері негізіндегі нано– және микроөлшемді дисперсті материалдардың қауіпсіздігі мен сапасына сараптама жүргізілді. Синтез өнімдері нано- және микро өлшемділікпен, сапаның жоғары дәрежесімен және көп функционалдылықпен сипатталады.

Мыс және мырыш оксидтерінің ұнтақтарын электросинтездің ұсынылып отырған технологиясын іске асыру отандық кәсіпорындардың мыс және мырыш өндірісінің қалдықтарын қайта өңдеуге тарту мүмкіндігінен тұратын экономикалық және экологиялық әсерлерге қол жеткізуге болады.

Катализаторлар, катализаторлар тасығыштары, сорбенттер, шыны және керамика, лактар мен бояулар, отқа төзімді заттар, полимерлер толтырғыштарын жасау - химия өнеркәсібінде; сілтілі аккумуляторлар мен құрғақ гальваникалық элементтердің белсенді массалары, диэлектриктер мен жартылай өткізгіштер - электротехникалық өнеркәсіпте; нано-және микроэлектроникада, арнайы мақсаттағы керамика, сенсорлық датчиктер өндірісінде, сондай-ақ медицинада, косметикада.