Архивы за месяц Апрель, 2013

Применение оксидов металлов

.

Применение оксидов металлов с каждым годом увеличивается. Оно охватывает практически все отрасли: производство катализаторов и носителей, изготовление стекла и керамики, лаков и красок, сенсорных датчиков, пигментов и наполнителей, анодных и катодных масс щелочных аккумуляторов.

В настоящее время повысились требования, предъявляемые к химическим веществам, такие как чистота, развитая удельная поверхность и характеристики пористой структуры, фазовый состав и другие. Это закономерно в связи с тенденцией к улучшению качества продукции, обеспечивающий современный уровень производства и использование новых технологий.

Существует множество способов получения оксидов металлов. В последние годы получили развитие более совершенные и перспективные направления в этой области, одним из которых является получение оксидов электрохимическим способом. Проведенные многими учеными исследования показали эффективность использования переменного тока, по сравнению с постоянным.

Переменный ток позволяет проводить разнообразные электрохимические реакции в электролитах различного состава. При этом окислительно-восстановительные процессы могут протекать как с участием материала электрода, так и без него. Переменный ток при электролизе дает уникальную возможность использовать для получения смеси оксидов металлов сплавы, состоящие из различных элементов. При этом следует ожидать образование смеси оксидов в эквивалентном соотношении элементов в сплаве.

Целью данной дипломной работы является исследование кинетики процесса электрохимического окисления сплава меди и цинка (латуни) на переменном токе промышленной частоты в растворе хлорида аммония..

Эксперименты проводились на установке (рис1).

В качестве электролита были апробированы растворы NaOH, KOH, Na2CO3, NH4Cl различных концентраций. В итоге было установлено, что при одинаковых условиях проведения процесса (времени, температуры, плотности тока) наибольшая скорость процесса достигается в растворе NH4Cl. Дальнейшие исследования показали (рис3), что максимальная скорость окисления латунных электродов наблюдается в растворах хлорида аммония, с концентрацией 10% мас.

Эксперименты с варьированием плотности тока и температуры выявили определяющее влияние на скорость процесса плотности переменного тока. С ее ростом в интервале 1,0–3,0 А/см2 скорость возрастает в 3 раза. Влияние температурного режима в интервале от60–90 °С не оказывает существенного влияния за исключением плотности тока 3 А/см2. Это может быть связано с образованием в данных условиях более рыхлой, пористой пленки на электродах, что существенно интенсифицирует процесс диффузии.

Полученный в ходе процесса продукт отмывался от электролита и высушивался на воздухе при 100–110 °С. В результате проведения РФА обнаружены фазы гидратированных и негидратированных оксидов меди и цинка различного соотношения. По полуколичественным данным можно сказать, что в продукте превалируют негидратированные оксиды меди CuO и Cu2O. Это закономерно, поскольку для исследования была выбрана латунь с массовым содержанием меди 62%.

В ПЗ приведены разделы Экология и безопасность жизнедеятельности и экономическая часть. На рис5 представлены оценка технического уровня новшества и смета затрат на выполнение НИР.