Введение к работе
Актуальность работы. Изучение влияния адсорбционных явлений на поведение оксидных фаз в водных растворах представляется важной задачей, имеющей фундаментальное и прикладное значение. Эти процессы лежат в основе интенсификации и оптимизации травления металлов, выщелачивания и обогащения руд, удаления технологически оксидно-солевых отложений с теплоэнергетического оборудования и гидротрубопроводов. Оксид меди (II) — базовый компонент высокотемпературных сверхпроводящих керамик (ВТСП). Изучение поведения ВТСП в растворах электролитов является научно-технологической проблемой, требующей знания механизма процесса растворения оксидной фазы.
Цель работы. Предложить механизм растворения СиО с учетом кислотно-основных свойств оксида и строения ионного двойного электрического слоя (ДЭС) на границе оксид меди (П)/раствор электролита. Изучить возможности регулирования скорости растворения.
Научная новизна работы. Изучен процесс растворения оксида меди (II) в растворах электролитов. На основании современных представлений о строении границы раздела оксид/водный раствор электролита с учетом уравнений гетерогенной кинетики предложен механизм этого процесса. Показано существенное влияние скачка потенциала, возникающего при формировании ДЭС. на кинетику процесса растворения. Определена лимитирующая стадия и изучены продукты растворения. Проведен синтез ряда веществ с целью моделирования продуктов растворения.
Разработаны методики определения и расчета констант кислотно-основных равновесий, параметров ДЭС на основании данных элекгрокинетических измерений.
Определены константы кислотно-основных равновесий и основные параметры ДЭС на Гранине оксид меди (П)/электролит.
Практическая ценность работы. Предлагаемый механизм процесса растворешгя оксидных фаз в растворах электролитов создает предпосылки для всестороннего исследования адсорбції онных явлений, оказывающих существенное влияние на процессы гетерогенной кинетики.
Изучение строения ДЭС на границе оксид меди (П)/элсктролит, расчет его параметров и констант кислотно-основных равновесий позволяет определить состав рабочих растворов для пгдрометаллургических методов
обогащения медных руд, удаления отложений с гидротеплоэнергетического оборудования, травления окалины.
Моделирование разрушения оксидной фазы в растворах электролитов позволяет по-новому оценить процессы деструкции высокотемпературных сверхпроводников и предложить механизмы их стабилизации.
На зашиту выносятся:
1) методики расчета параметров, характеризующих кислотно-основные
свойства оксида по зависимости электрокинстического потенциала от рН
фонового раствора и кинетическим данным процесса растворешт оксида;
-
данные по кинетике растворения оксида меди (II) в кислых н щелочных растворах;
-
механизм растворения оксида в кислых и щелочных растворах.
Апробация работы. Материалы исследований докладывались на 6-ом Международном Фрумкинском симпозиуме "Фундаментальные аспекты электрохимии" (Москва, 21-25 августа Ї995 г.), научно-практических конференциях Московского педагогического государственного университета ни. В.И. Ленина (1988-1995 гг.), XXIX и XXX научных конференциях молодых ученых факультета физико-математических и естественных наук Российского университета дружбы народов (1993- 1994 гг.).
Публикации. По теме диссертации опубликовано 11 работ.
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, литературного обзора (глава Г), опнсашш эксперимента (глава II), обсуждения полученных результатов (главы III-V), выводов, списка цитируемой литературы и приложений.