Анодні процеси на оксидах неблагородних металів в електрохімічному синтезі неорганічних речовин - Автореферат

НАЦІОНАЛЬНИЙ ТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ ХАРКІВСЬКИЙ ПОЛІТЕХНІЧНИЙ ІНСТИТУТ Технічна електрохімія Автореферат дисертації на здобуття наукового ступеня доктора технічних наук Анодні процеси на оксидах неблагородних металів в електрохімічному синтезі неорганічних речовин Тульський Геннадій Георгійович Харків 2007 Дисертацією є рукопис Робота виконана на кафедрі технічної електрохімії Національного технічного університету Харківський політехнічний інститут Міністерства освіти і науки України, м. Харків. Автореферат розісланий 19 вересня 2007 р. Вчений секретар спеціалізованої вченої ради Шабанова Г.М. ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ Актуальність теми. Переважна більшість анодів великотоннажних виробництв пероксодисульфатної кислоти і її солей, хлору, гіпохлоритів, хлоратів, перхлоратів в Україні виготовлені з використанням платини або інших металів платинової групи. В той же час відома велика група оксидів неблагородних металів, що є каталітично активними при електросинтезі окислювачів. Однак вони не задовольняють всьому комплексу вимог, які висуваються до матеріалу малозношуваного анода, тому практично і не знайшли застосування в промисловості. Перспективним є розробка композиційних анодних покриттів, які можуть задовольнити всьому комплексу вимог за рахунок індивідуальних функціональних особливостей їх компонентів. Прикладом є оксидний рутенієво-титановий анод (ОРТА), відкриття й удосконалювання якого носило емпіричний характер. На теперішній час відсутні теоретичні основи створення та прогнозування роботи композиційних анодів на основі оксидів неблагородних металів, що істотно гальмує удосконалювання технології виготовлення, прогнозування каталітичної активності й селективності таких анодів, розробку технологічних процесів електросинтезу неорганічних речовин. вирішення цієї складної в науковому і технічному аспекті задачі потребує досліджень фізико-хімічних властивостей композиційних покриттів малозношуваних анодів та кінетики процесів, що протікають на їх поверхні при високій густині струму в залежності від природи і вмісту оксидів неблагородних металів. Результати дисертаційної роботи дозволять реалізувати ресурсо- і енергозберігаючі технології електрохімічного синтезу в Україні. Як відповідальний виконавець здобувач проводив дослідження у рамках держбюджетних НДР МОН України: Дослідження електрохімічних закономірностей синтезу металевих і метал-оксидних електродних матеріалів для розробки процесів катодного відновлення металів і сплавів, анодного окислювання й знезараження токсичних промислових викидів (№ ДР 0197U001927); Дослідження кінетики електродних реакцій під час синтезу електрокаталітичних матеріалів (№ ДР 0198U001074); Дослідження електрохімічних закономірностей в електродних реакціях при одержанні функціональних покриттів і речовин, застосовуваних у техніці й охороні навколишнього середовища (№ ДР 0100U001662); Дослідження кінетичних закономірностей в електрохімічних системах з метою ресурсозбереження й охорони навколишнього середовища (№ ДР 0103U001527), Дослідження електродних рівноваг і кінетичних закономірностей в електрохімічних системах з метою ресурсозбереження й охорони навколишнього середовища (№ ДР 0106U001503); та як науковий керівник очолював виконання госпдоговірних НДР: Пошукове дослідження з одержання розчинів персульфату амонію із сульфату амонію, отриманого при очищенні коксового газу, Розробка, виготовлення й випробування укрупненої лабораторної установки для одержання персульфату амонію (Харківський дослідний коксохімзавод); Регенерація перйодату натрію з відходів виробництва діальдегідкрохмалю, Проведення робіт з регенерації окислювача (перйодату натрію) з відходів виробництва діальдегідкрохмалю (Державний науковий центр лікарських засобів, м. Харків); Удосконалювання процесів травлення пластмас і анодування алюмінієвих сплавів, спрямоване на зниження енергетичних і матеріальних витрат (ДП Харківський машинобудівний завод ФЕД), Розробка й випробування електрохімічного генератора водяних розчинів гіпохлориту натрію (ТОВ Альянс групп, м. Харків). Метою дисертаційної роботи є встановлення загальних закономірностей перебігу анодних процесів електрохімічного синтезу неорганічних речовин на поверхні композиційних покриттів PbО2/TiO2 і Со3О4/TiO2 та розробка наукових засад створення малозношуваних анодів на основі оксидів неблагородних металів з прогнозованими каталітичними властивостями, селективністю і зносостійкістю. Для досягнення поставленої мети необхідно вирішити наступні задачі: - обґрунтувати вибір компонентів композиційних каталітично активних покриттів та запропонувати склад малозношуваних анодів для електрохімічного синтезу неорганічних речовин; - обґрунтувати вибір методу нанесення оксидних композиційних покриттів, що дозволяє змінювати вміст оксидів металів, які входять до його складу, у широкому діапазоні; - встановити вплив складу й умов нанесення на фізико-хімічні властивості композиційних покриттів на основі оксидів неблагородних металів; - встановити особливості кінетик