МЕДЬ-ЦИНКОВОЕ ПОКРЫТИЕ С ВЫСОКОЙ УДЕЛЬНОЙ ПОВЕРХНОСТЬЮ, ПОЛУЧЕННОЕ МЕТОДОМ ЭЛЕКТРООСАЖДЕНИЯ МЕТАЛЛА

  • Алёна Геннадьевна Денисова Тольяттинский государственный университет
Ключевые слова: электроосаждение, медь-цинковое покрытие, удельная поверхность, развитая поверхность, многокомпонентное покрытие

Аннотация

Повышение эффективности химических, нефтехимических производств, а также решение экологических проблем невозможно без разработки новых технологий и материалов. Все это напрямую связано с внедрением новых катализаторов. Для каждой химической реакции требуются свои катализаторы. В последнее время в качестве перспективных выделяют цельнометаллические катализаторы с многокомпонентным составом, которые обладают механической прочностью и высокой теплопроводностью, однако в ряде случаев – низкой удельной поверхностью. Поэтому актуальной задачей является создание нанесенного на металлическую микросетку многокомпонентного материала с высокой удельной поверхностью, который в будущем мог бы быть использован в качестве перспективного катализатора.

В отличие от способов получения многокомпонентных материалов и способов создания развитой поверхности металлооксидных покрытий, представленных в обзоре статьи, данная работа посвящена получению на металлической микросетке покрытия с развитой поверхностью, состоящего из наноразмерных частиц меди и цинка. В статье предлагается создавать двухкомпонентное (медь-цинковое) покрытие с высокой удельной поверхностью методом электроосаждения из комплексного электролита. В ходе работы были проведены две серии экспериментов. В первой серии электроосаждение проводилось в стационарном слое комплексного медь-цинкового электролита, во второй серии экспериментов электроосаждение осуществлялось в том же электролите, при аналогичных параметрах осаждения, но с перемешиванием электролита на различных этапах электролиза.

В каждой серии экспериментов были определены технологические режимы получения покрытия, его состав и удельная поверхность. Показано, что при разных технологических режимах осаждения (с перемешиванием электролита и без него) можно менять концентрацию цинка в покрытии и его удельную поверхность. Проведенные исследования позволили сделать выводы о наиболее оптимальных технологических условиях электроосаждения с целью получения определенной концентрации меди и цинка в покрытии. Предварительные эксперименты показали, что такое медь-цинковое покрытие может быть использовано для доочистки сточных вод от этиленгликоля.

Биография автора

Алёна Геннадьевна Денисова, Тольяттинский государственный университет
аспирант кафедры «Нанотехнологии, материаловедение и механика»

Литература

1. Перспективные материалы. Т. 5 / под ред. Д.Л. Мерсона. Тольятти: Изд-во ТГУ, 2013. 421 с.
2. Викарчук А.А., Романов А.Е. Физические основы получения принципиально новых нанокатализаторов на основе меди // Фундаментальные проблемы современного материаловедения. 2014. Т. 11. № 1. С. 87–98.
3. Александрова Ю.В., Власов Е.А. Исследование свойств медьсодержащих катализаторов окисления // Известия Санкт-Петербургского государственного технологического института (технического университета). 2013. № 22. С. 15–20.
4. Yuranov I., Dunand N., Kiwi-Minsker L., Renken A. Metal grids with high-porous surface as structured catalysts: preparation, characterization and activity in propane total oxidation // Applied Catalysis B: Environmental. 2002. № 36. P. 183–185.
5. Круглова М.А., Ярошенко М.П., Антонюк С.Н., Голосман Е.З. Катализаторы для процесса получения водородного топлива // Тонкие химические технологии. 2008. Т. 3. № 6. С. 22–25.
6. Ведягин А.А., Цырульников П.Г., Струихина Н.О., Дашук Т.А., Бубнов А.В. Дегидрирование метанола на медьсодержащих катализаторах, модифицированных оксидом цинка // Катализ в промышленности. 2006. № 3. С. 29–33.
7. Виноградова Е.Н. Исследование катализаторов на основе оксидов никеля, меди и кобальта в процессе окисления метана // Успехи в химии и химической технологии. 2009. Т. 23. № 2. С. 43–47.
8. Овсиенко О.Л. Влияние добавок нитрата и формиата цезия на свойства Cu-Zn-Al-катализатора конверсии CО // Катализ в промышленности. 2011. № 6. С. 60а–66.
9. Грызунова Н.Н., Викарчук А.А., Шафеев М.Р., Грызунов А.М. Создание развитой поверхности сетчатого металлического носителя из нержавеющей стали // Вектор науки Тольяттинского государственного университета. 2014. № 4. С. 25–29.
10. Грызунова Н.Н., Викарчук А.А., Шафеев М.Р. Создание развитой поверхности у сетчатого металлического носителя // Письма о материалах. 2015. Т. 5. № 2. С. 211–214.
11. Gryzunova N.N., Denisova A.G., Yasnikov I.S., Vikarchuk A.A. Preparation of materials with a developed surface by thermal treatment and chemical etching of electrodeposited icosahedral small copper particles // Russian Journal of Electrochemistry. 2015. Vol. 51. № 12. P. 1176–1179.
12. Грызунова Н.Н., Денисова А.Г., Ясников И.С., Викарчук А.А. Получение материалов с развитой поверхностью путем термообработки и последующего химического травления икосаэдрических малых частиц меди, полученных методом электроосаждения // Электрохимия. 2015. Т. 51. № 12. С. 1317–1320.
13. Денисова А.Г., Грызунова Н.Н. Альтернативный способ получения вискерных структур меди // Научный альманах. 2015. № 6. С. 120–124.
14. Грызунова Н.Н., Викарчук А.А., Тюрьков М.Н. Получение и исследование электролитических материалов с энергоемкой дефектной структурой и развитой поверхностью // Деформация и разрушение материалов. 2016. № 2. С. 13–19.
15. Викарчук А.А., Власенкова Е.Ю., Грызунова Н.Н. Получение металлических нанообъектов методом термической обработки пентагональных частиц и трубок // Известия Самарского научного центра Российской академии наук. 2008. № S6. С. 44–49.
16. Грызунова Н.Н., Викарчук А.А. К вопросу об увеличении удельной поверхности металлических катализаторов и носителей для них // Новости материаловедения. Наука и техника. 2015. № 1. С. 6–11.
17. Ясников И.С., Викарчук А.А. Термодинамика образования полости в пентагональных кристаллах в процессе электроосаждения меди // Известия Российской академии наук. Серия физическая. 2005. Т. 69. № 9. С. 1378–1382.
18. Викарчук А.А., Дорогов М.В. Особенности эволюции структуры и морфологии поверхности икосаэдрических частиц меди в процессе отжига // Письма в Журнал экспериментальной и теоретической физики. 2013. Т. 97. № 9-10. С. 682–686.
19. Грызунова Н.Н., Викарчук А.А., Шафеев М.Р., Романов А.Е. Морфологические и фазовые превращения в никелевых покрытиях на нержавеющей стали в температурных полях // Materials Physics and Mechanics. 2014. Т. 21. № 2. С. 119–125.
20. Грызунова Н.Н., Викарчук А.А., Бекин В.В., Романов А.Е. Создание развитой поверхности медных электролитических покрытий методом механоактивации катода и последующей термообработки // Известия Российской академии наук. Серия физическая. 2015. Т. 79. № 9. С. 1238–1242.
Выпуск
Раздел
Технические науки