Колоїдно-хімічні властивості пористих структур, які формуються при селективному розчиненні системи Ag-Au - Автореферат

В системі Ag-Au при відповідній організації процесу селективного розчинення можуть утворюватись просторові тривимірні глобулярні структури з високочистого кристалічного золота з розміром структуроутворюючих елементів 10-8 ч 10-6 м. Структуроутворення в таких системах при селективному розчиненні срібла може відбуватися як під впливом градієнту хімічних потенціалів компонентів, так і під дією електричного струму, при цьому, як показали дослідження, формування таким чином дисперсних структур може бути керованим за геометричними параметрами самих глобул та порового простору, міцністю структур, в тому числі і в нанодіапазоні розмірів структуроутворюючих елементів. Розкриття механізму процесу формування структур з золота при селективному розчиненні одного з компонентів золотовмісного сплаву - срібла - дає змогу створити наукові засади способу та технологію одностадійного одержання золота високої чистоти з сплавів з вмістом золота до 50 %, які зазвичай підлягають повному хімічному розчиненню з наступним селективним відновленням, що не є ефективним з економічної та екологічної точок зору. Наукова новизна отриманих результатів Запропоновано колоїдно-хімічний механізм процесів формування пористих структур при селективному розчиненні системи Ag-Au під впливом градієнту хімічного та накладеного електричного потенціалу. Підтверджено поверхнево-дифузійний механізм процесу формування ПС; вперше запропонована колоїдно-хімічна модель процесу формування пористих структур при селективному розчиненні системи Ag-Au, в рамках якої характерний розмір часток отримуваних систем визначається кінетикою процесу селективного розчинення вихідної системи компонентів; для цієї моделі проведено кількісні розрахунки впливу кінетики процесу на діаметр часток структури, які були підтверджені експериментально.Проаналізовано існуючі уявлення про механізм цих процесів; наразі цей механізм є предметом дослідження і наукової дискусії; показано, що розробка нових підходів до його вивчення можлива при поєднанні традиційних колоїдно-хімічних методів - адсорбційно-структурного, електронно-мікроскопічного, методу теплот змочування тощо, з методами хімічної та електрохімічної кінетики. Показано, що отримання систематизованих даних про колоїдно-хімічні властивості металевих пористих структур є необхідним для вирішення задачі отримання таких структур з керованими параметрами - пористістю, розміром часток та пор. Детально описано експериментальні методи, які було використано в роботі для досліджень колоїдно-хімічних закономірностей процесу формування просторових ПС при селективному розчиненні металевих сплавів, зокрема, рентгенофазовий, рентгенофлуоресцентний аналіз фазового та елементного складу зразків систем, скануюча електронна мікроскопія для вивчення геометричних характеристик та особливостей внутрішньої будови часток систем, адсорбційно-структурний метод для визначення геометричних та поверхнево-фрактальних властивостей систем, метод прямого гідростатичного зважування для визначення пористості структур, метод теплот змочування для визначення гідрофільності поверхні систем, методи поляризаційних кривих та обертового дискового електроду для вивчення впливу складу вихідного сплаву на механізм процесу формування пористих структур. Таблиця 1 Значення адсорбційної константи СБЕТ, ємності моношару nm, питомої поверхні АБЕТ зразків ПС Вміст золота у вихідному сплаві, %мас В рамках моделі БЕТ С nm, см3/г А, м2/г 1 72,52 0,89 3,90 10 70,49 0,85 3,74 20 115,03 0,75 3,29 30 134,13 0,58 2,53 40 48,61 0,46 2,02 Показано, що значення питомої поверхні АБЕТ (табл. Порядок значень поверхневої фрактальної вимірності досліджуваних ПС свідчить про те, що поверхня їхніх часток є гладкою, нешорсткою, що підтверджують також результати досліджень цих зразків ПС методом скануючої електронної мікроскопії.В роботі проведено узагальнення експериментально та теоретично встановлених закономірностей процесів, що відбуваються в системі Ag-Au при її контакті з нітратними розчинами під дією градієнту хімічного та накладеного електричного потенціалу, та призводять до самоорганізаційного формування кристалізаційних тривимірних пористих структур, частки яких складаються з кристалічного золота високої чистоти. На основі аналізу результатів експериментальних досліджень ПС отримано систематичні дані про їх колоїдно-хімічні властивості: встановлено, що досліджувані ПС є макропористими з системою відкритих пор, їх поверхня є гідрофільною; визначенням поверхневої фрактальної вимірності досліджуваних ПС доведено, що морфологія поверхні структур визначається механізмом процесу їх формування. Встановлено закономірності впливу складу вихідної системи компонентів та кінетики процесу формування ПС на їх структурно-механічні властивості; показано, що збільшення вмісту золота у вихідній системі компонентів призводить до зменшення значень загальної пористості та питомої поверхні, та збільшення значень середнього діаметру часток, ступеню їх зрощування та механічної міцності ПС, а збільшення швидкості п

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ