Корозія та захист металів і сплавів в озонових синтезах кисневмісних сполук - Автореферат

У багатьох дослідженнях найбільш істотною задачею було визначення впливу озону як біоциду, ніж як корозійно-активної речовини, крім того, існують протиріччя щодо його дії на корозію. На основі експериментального й теоретичного вивчення закономірностей впливу озону на корозію металів та сплавів в кислих середовищах сформулювати уявлення про озоно-кисневу деполяризацію і розробити наукову базу вибору конструкційних металів для процесів озонового синтезу кисневмісних сполук. Для досягнення поставленої мети необхідно вирішити такі завдання: вивчити залежності корозійно-електрохімічної поведінки сплавів 06ХН28МДТ, Н70М27Ф, ВТ-5, ОТ-4; нержавіючих сталей 12Х18Н10Т, 10Х17Н13М2Т, 08Х17Т, 08Х22Н6Т; вуглецевих сталей 09Г2С, Ст.3 в розчинах, що озонуються, а також у розчинах сірчаної, соляної, оцтової кислот - фонових середовищах озонових синтезів із врахуванням технологічних умов (концентрацій, температур) і виявити особливості дії озону на їх корозію; провести вивчення корозійно-електрохімічної поведінки сталей і сплавів в реальних реакційних системах і з врахуванням теоретичних основ озоно-кисневої деполяризації розробити принципи направленого вибору сталей і сплавів для апаратурного оформлення селективних контрольованих технологічних процесів отримання кисневмісних сполук за участю озону. Вивчено кінетичні закономірності дії озону на платині і встановлено існування двох областей потенціалів з різними механізмами відновлення озону: - область відновлення озону за участю адсорбованого водню або протону, де особливу роль відіграє атомарний кисень, що утворюється при розпаді озону;Розглянуті основні властивості озону і відомі технологічні процеси озонового синтезу кисневмісних зєднань, моделі дії озону, як окислювача вуглеводнів викладені в наукових працях Тюпало Н.Ф., Галстяна Г.А, Wibaut J.Р., Bailey P.S. З метою вивчення кінетики і механізму дії озону на катодні процеси в кислих середовищах використовували платину в якості ідеального електроду. Визначені закономірності розчинення сталей і сплавів від концентрації, температури цих розчинів і запропоновані способи захисту; встановлений вплив легуючих добавок на корозійну стійкість сталей і сплавів у кислих середовищах, що озонуються. Встановлено, що деполяризуюча дія озону дозволяє використовувати озонування як спосіб захисту сталей від корозії в кислих середовищах. Згідно з отриманими даними, визначено, що в кислих середовищах озон є ефективним пасиватором не лише для нержавіючих сталей, але і для алюмінію, титану та їх сплавів, що дозволяє розширити сферу застосування їх в агресивних середовищах: АД0 - до 10% АСОН; ВТ1-0, ВТ-5,ОТ-4 - до 20%HCL і до 30%H2SO4.За значенням граничного струму іпр= 0,34·10-4 А/см2 (при Е = 0,45В), СО3 = 1·10-4 моль/л і коефіцієнті розчинності a = 0,28 при 200С в 5%АСОН розрахований коефіцієнт дифузії D=1,678·10-5 см2/с і він близький до значення коефіцієнта дифузії кисню, тоді як в 10% Н2SO4 (при Е = 0,8В) a = 0,02 одержуємо D = 0,708·10-5 см2/с, що в три рази нижче, ніж з киснем і відповідає, найімовірніше, дифузії й відновленню безпосередньо озону. Встановлено, що Еох середовища з киснем в 10%-Н2SO4 становить 0,75В, з озоном - 1,40В (рис.10), а на поляризаційних кривих при відновленні окислювачів можна виділити три характерні області потенціалів. Розходження в значеннях густини струмів починаються тільки при потенціалах, вищих за 0,35В, де досягаються максимальні струми окиснення водню, при цьому крива платини в озонованій 10% Н2SO4 на ділянці ІІ має виражений злам при потенціалі 0,35В, що свідчить про зміну стадії, що лімітує, у реакціях відновлення озону. ІІА), а оскільки в умовах експерименту концентрація озону в розчині СОЗ=2?10-5 моль/л була нижчою, ніж кисню СО2 = 18?10-5 моль/л, тому озон може відновлюватися на поверхні електроду через утворення активних форм, наприклад, гідроксильних радикалів: НАДСО3® НО·адс О2 (16) концентрація яких мала, але вони будуть полегшувати протікання анодних реакцій, сприяючи утворенню Ме(ОН)ад по реакції (1). Енергія розкладання озону WO3 = 107КДЖ/моль, набагато нижча, ніж кисню - WO2= 493,8КДЖ/моль, тому реакція розпаду озону: О3 = О2 О (19) з утворенням атомарного кисню, що характеризується високими окисними властивостями, (E0 = 2,42В) є більш ймовірною.На підставі представленого експериментального й теоретичного дослідження закономірностей впливу озону на корозійні процеси в кислих середовищах, розвитку теоретичних уявлень про озоно-кисневу деполяризацію для деяких синтезів був проведений підбір сталей і сплавів, які можуть бути використані для їх апаратурного оформлення (табл.4). Тоді як кінцеві продукти, що утворяться при озонуванні піридинів, азолів можуть не тільки знижувати дію інгібітору, але й навіть стимулюють корозію. На прикладі піридин-N-оксидів (рис.15), можна відзначити, що вони переважно є поверхнево-активними катіонами. Найбільша диференціальна ємність Cd подвійного шару утворюється в присутності піридин-N-оксиду (ПNО) за рахунок того, що в дифузійній частині подвійного шару ві

Основний зміст роботи