Немного о себе и о своих научных исследованиях

Немного о себе и о своих научных исследованиях

.

Примерно в 1997 г меня заинтересовала проблема получения на единичный химический источник тока, использующий водный электролит, более высокой разности потенциалов (более 1,5-2,0 В). Используя ионообменные мембраны и водные электролиты, можно получить разность потенциалов 2,2-3,2 В в зависимости от выбранной электрохимической системы. Данные системы были мною запатентованы, а одна из них экспериментально проверена и опубликована в журнале ВАК.

Ионообменные мембраны наиболее часто используются для получения различных веществ, а также для получения питьевой воды. Относительно новым направлением является использование ионообменных мембран в гальваническом производстве непосредственно в процессах получения гальванических покрытий. В 1999-2004 г был выполнен ряд исследований с моим участием для решения проблемы стабилизации процесса хромирования из электролитов на основе соединений трехвалентного хрома с помощью ионообменных (катионообменных и анионообменных) мембран. Было исследовано и предложено несколько вариантов проведения данного процесса.

Использование ионообменных мембран и мембранного электролиза для решения экологических проблем гальванического производства известно. Однако опубликованные материалы описывают единичные случаи и довольно разрозненные примеры и объекты (растворы и электролиты). Некоторые растворы или электролиты не исследовались на предмет их регенерации в силу слабых претензий экологических служб к гальваническим предприятиям – данные растворы просто сливались на очистные сооружения, работа которых зачастую оставляла желать лучшего. Ряд таких растворов служили объектами моих исследований в дипломной работе, которую я успешно защитил в 1999 г.

При экспериментальной проверке и, тем более, при апробировании в производственных условиях могут возникнуть проблемы, связанные с неожиданным отказом оборудования или его составных частей. С одной такой проблемой я столкнулся в 1999 г. Заключалась она в полной и быстрой потере работоспособности анионообменной мембраны марки МА-40 при очистке промывной воды ванны улавливания от соединений шестивалентного хрома по причине образования в теле мембраны слабоэлектропроводных смолообразных и плохо растворимых продуктов окисления ионообменной смолы соединениями шестивалентного хрома с последующей их полимеризацией с соединениями шестивалентного хрома. При этом при постоянном напряжении на электролизере ток быстро стремится к нулю, что приводит к полному прекращению процесса очистки промывной воды от токсичных соединений шестивалентного хрома.

Решение этой проблемы – важная задача, поскольку на гальваническом производстве разнообразие типов растворов, содержащих соединение шестивалентного хрома в несколько раз больше, чем разнообразие какой-либо другой гальванической ванны. Проблема была мною решена за счет разработки специального способа обработки ионообменной мембраны МА-40 и послужила основой моей кандидатской диссертации, которую я успешно защитил в 2002 г. После многолетней дополнительной проверки моей разработки в производственных условиях, я запатентовал этот способ в 2005 г.

После защиты кандидатской диссертации я решил более углубленно заняться проблемой регенерации растворов гальванического производства в основном мембранно-реагентными методами на научно-коммерческой основе.

При изучении проблемы регенерации растворов гальванического производства я столкнулся с тем, что ряд агрессивных растворов не может быть обработан по одной простой причине – отсутствию электрохимически стойких нерастворимых анодных материалов. В некоторых случаях непосредственных контакт нерастворимого анода необходим, в других необязателен. В последнем случае нерастворимый анод можно отделить одной и более мембранами, однако, этот метод требует дополнительных расходов и лишь отсрочивает начало необратимого разрушения нерастворимого анода. Промежуточные контактирующие растворы можно периодически менять, не допуская концентрирования в них агрессивных компонентов, но в условиях, когда установка длительно находится без присмотра, выполнение данной операции становится маловероятным.

Столкнувшись с проблемой отсутствия электрохимически устойчивого нерастворимого анодного материала, я ее решил путем самостоятельной разработки, патентования в 2006 г, изготовления, и проверки в лабораторных и производственных условиях работоспособности электрохимически стойкого нерастворимого анодного материала.

Мною разработанный электрохимически стойкий нерастворимый анодный материал оказался стоек во многих средах, в которых такие известные электрохимически стойкие нерастворимые анодные материалы – платинированный титан и ниобий нестойки по определению или их слабая электрохимическая стойкость выясняется путем экспериментальной проверки. Было экспериментально обнаружено, что платинированные нерастворимые аноды нестойки в растворе, содержащем очень малую концентрацию цианид-ионов; в сернокислом растворе, содержащем небольшую примесь хлорид-ионов (анолит - ванны улавливания после процесса никелирования в сернокислом электролите); в кислом растворе, содержащем нитрат-ионы или соединения фосфора в различных степенях окисления (раствор химического никелирования). Следует особо подчеркнуть, что если нерастворимый анодный материал электрохимически неустойчив, то ток, пропускаемый через установку, быстро уменьшается до нуля и, соответственно, полностью прекращаются все очистительные процессы и реакции.

Кроме очистки растворов гальванического производства методом мембранного электролиза я разработал, экспериментально проверил, опубликовал, запатентовал и внедрил ряд реагентных способов очистки некоторых технологических растворов и промывных вод гальванического производства. На данный момент я занят сбором результатов долгосрочной работы моих разработок на производстве.