ДВУХКОМПОНЕНТНЫЕ ПОКРЫТИЯ С РАЗВИТОЙ ПОВЕРХНОСТЬЮ И НАНОРАЗМЕРНОЙ СТРУКТУРОЙ

  • Алёна Геннадьевна Денисова Тольяттинский государственный университет
  • Анатолий Алексеевич Викарчук Тольяттинский государственный университет
Ключевые слова: электроосаждение, двухкомпонентное покрытие, развитая поверхность, наноразмерная структура, катализатор, органические вещества, этиленгликоль, сточные воды

Аннотация

В последнее время больше внимания стали уделять научным разработкам катализаторов, предназначенных для решения экологических проблем. Это в первую очередь связано с тем, что с каждым годом отмечается существенное увеличение загрязнения окружающей среды. Огромный урон экологии наносят сточные воды, сбрасываемые в водоемы. Одним из опасных токсичных загрязнителей сточных вод является этиленгликоль, входящий в состав антиобледенителей, применяемых в аэропортах. В качестве передовых методов очистки сточных вод от органических загрязнителей выделяют деструктивные технологии, к числу которых относится каталитическое окисление. Гетерогенное каталитическое окисление органических загрязнений воды требует создания эффективных катализаторов, состоящих из нескольких компонентов.

В статье предложена методика получения медь-цинковых покрытий с наноразмерной структурой и различным процентным содержанием компонентов в них. Методом электроосаждения из раствора электролита получены медь-цинковые покрытия двух типов. При помощи сканирующей электронной микроскопии, рентгеноспектрального и рентгенофазового анализа, а также метода низкотемпературной газовой адсорбции изучена их морфология, элементный, фазовый состав и удельная поверхность. Показано, что такие покрытия состоят из кристаллов меди и пластин цинка наноразмерной толщины и обладают высокой удельной поверхностью. Отмечено, что увеличение концентрации цинка в покрытии приводит к изменению морфологии и увеличивает удельную площадь поверхности. Приведены результаты предварительных исследований каталитической активности разработанного материала при разложении этиленгликоля в присутствии смеси озон/кислород, которые уже на этом этапе показали степень очистки сточных вод от этиленгликоля от 64 до 78 %.

Биографии авторов

Алёна Геннадьевна Денисова, Тольяттинский государственный университет
аспирант кафедры «Нанотехнологии, материаловедение и механика»
Анатолий Алексеевич Викарчук, Тольяттинский государственный университет
доктор физико-математических наук, профессор, начальник НИО-3 «Нанокатализаторы и функциональные материалы»

Литература

1. Zhou H., Smith D.W. Advanced technologies in water and wastewater treatment // Canadian Journal of Civil Engineering. 2001. Vol. 28. № 1. P. 49–66.
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. Heponiemi A. Catalytic wet air oxidation of industrial wastewaters. Oulu: Juvenes print tampere, 2015. 76 p.
4. Hassani H., Borghei S.M., Samadyar H., Mirbagheri S.A., Javid A.H. Treatment of waste water containing ethylene glycol using ozonation: kinetic and performance study // Bulletin of Environment, Pharmacology Life Science. 2013. Vol. 2. № 9. P. 78–82.
5. Preliminary Data Summary. Airport Deicing Operations (Revised). Washington: US EPA, 2000. 447 p.
6. VSEP Filtration for Glycol Recovery. A cost-effective and energy efficient processing solution // New Logic Research. URL: vsep.com/pdf/GlycolRecovery.pdf.
7. Рекомендации по проектированию сооружений для очистки стока дождевых и талых вод с территории аэропортов. М.: ГПИ и НИИ ГА, 1992. 49 с.
8. Munter R. Advanced oxidation processes – current status and prospect // Proceedings of the Estonian Academy of Sciences. Chemistry. 2001. Vol. 50. № 2. P. 59–80.
9. Ganzenko O., Huguenot D., Hullebusch E.D. van, Esposito G., Oturan M.A. Electrochemical advanced oxidation and biological processes for wastewater treatment: a review of the combined approaches // Environmental Science and Pollution Research. 2014. Vol. 21. № 14. P. 8493–8524.
10. Фаттахова А.М., Баландина А.Г., Хангильдин Р.И., Мартяшева В.А. Совершенствование способов очистки трудноокисляемых сточных вод // Вестник СГАСУ. Градостроительство и архитектура. 2013. № 4. С. 37–42.
11. Фаттахова А.М., Абдрахманова Ю.Ф., Кирсанова А.Г., Хангильдин Р.И., Мартяшева В.А., Шарафутдинова Г.М. Катализаторы для процессов окисления в водной среде // Башкирский химический журнал. 2010. Т. 17. № 5. С. 16–20.
12. Фаттахова А.М., Кирсанова А.Г., Хангильдин Р.И., Мартяшева В.А. Применение катализаторов в окислительных процессах очистки природных и сточных вод // Вестник СГАСУ. Градостроительство и архитектура. 2011. № 2. С. 83–87.
13. Фаттахова А.М. Усовершенствованный способ очистки сточных вод полигонов захоронения отходов // Вестник СГАСУ. Градостроительство и архитектура. 2015. № 2. С. 60–66.
14. Бокий В.А. Опыт промышленной эксплуатации нанесенных сетчатых катализаторов // Катализ в промышленности. 2012. № 3. С. 62–65.
15. Roy S., Vashishtha M., Saroha A.K. Catalytic Wet Air Oxidation of Oxalic Acid using Platinum Catalysts in Bubble Column Reactor: A Review // Journal of Engineering Science and Technology Review. 2010. Vol. 3. № 1. P. 95–107.
16. Баландина А.Г., Хангильдин Р.И., Мартяшева В.А. Каталитические процессы очистки трудноокисляемых сточных вод и их аппаратурное оформление // Башкирский химический журнал. 2015. Т. 22. № 3. С. 31–40.
17. Конькова Т.В., Алехина М.Б., Садыков Т.Ф., Никифорова М.А., Михайличенко А.И., Либерман Е.Ю. Гетерогенные катализаторы фентона для очистки сточных вод от органических красителей // Известия высших учебных заведений. Серия: Химия и химическая технология. 2012. Т. 55. № 11. С. 85–89.
18. Денисова А.Г. Медь-цинковое покрытие с высокой удельной поверхностью, полученное методом электроосаждения металла // Вектор науки Тольяттинского государственного университета. 2016. № 2. С. 29–34.
19. Денисова А.Г., Викарчук А.А., Фирсов В.С., Грызунова Н.Н. Медь-цинковое покрытие с высокой удельной поверхностью, полученное из комплексного электролита // ХХ Менделеевский съезд по общей и прикладной химии: тезисы докладов. Екатеринбург, 2016. С. 270–272.
20. Грызунова Н.Н., Викарчук А.А., Денисова А.Г., Шафеев М.Р. Особенности получения многокомпонентных покрытий с развитой поверхностью методами электроосаждения и термообработки // Фундаментальные проблемы современного материаловедения. 2017. Т. 14. № 1. С. 9–15.
Опубликован
2018-03-30
Выпуск
Раздел
Технические науки

Наиболее читаемые статьи этого автора (авторов)

1 2 > >>