Анотація до роботи:

Лук'яненко Т.В. Електроосадження композиційних електрокаталізаторів на основі PbО₂. – Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата хімічних наук за фахом 02.00.05 – електрохімія. Український державний хіміко-технологічний університет, Дніпропетровськ, 2005.

Дисертація присвячена вивченню закономірностей електросинтезу оксидних композиційних матеріалів з заданим складом, фізико-хімічними та електрохімічними властивостями. Метою роботи є встановлення закономірностей електроосадження композиційних матеріалів на основі плюмбум (IV) диоксиду, що містять домішки ПАР і ПЕ, виявлення взаємозв'язку між складом композитів, їх фізико-хімічними властивостями і електрокаталітичною активністю стосовно реакцій з перенесенням оксигену. Для досягнення поставленої мети були проведені комплексні дослідження, спрямовані на вивчення кінетики електроосадження PbО₂ у присутності домішок ПАР і ПЕ; основних закономірностей включення ПАР і ПЕ в зростаючий осад; електрокаталітичної активності композитів стосовно реакцій, що відбуваються з перенесенням оксигену.

На підставі здійснених досліджень встановлено, що домішки ПАР і ПЕ значно впливають на кінетику електроосадження плюмбум (IV) диоксиду, не змінюючи при цьому механізму процесу. Введення в електроліт домішок ПАР і ПЕ призводить до утворення нанокомпозиційних матеріалів оксид-ПАР та оксид-ПЕ. Вміст домішки в плюмбум (IV) диоксиді визначається, в основному, її адсорбцією на оксиді. На підставі отриманих даних запропонований колоїдно-електрохімічний механізм утворення композитів. При використанні композиційних матеріалів на основі плюмбум (IV) диоксиду, що містять ПАР і ПЕ, спостерігається селективна зміна перенапруги процесів виділення кисню, ефективності електросинтезу неорганічних окисників (натрію гіпохлориту, сполук Cr (VI)) і електрохімічної конверсії органічних речовин (4-хлорфенол, МТБЕ) в аліфатичні нетоксичні сполуки.

1. Домішки ПАР і ПЕ значно впливають на кінетику електроосадження плюмбум (IV) диоксиду не змінюючи при цьому механізму процесу. Зміна швидкості стадії перенесення заряду процесу осадження оксиду при адсорбції домішок ПАР і ПЕ на електроді обумовлена як зміною значення , так і проявом ефекту блокування адсорбованою речовиною.

2. За характером впливу на кінетику осадження плюмбум (IV) диоксиду досліджені домішки ПАР і ПЕ можна розбити на 4 групи: 1) не впливають на швидкість осадження плюмбум (IV) диоксиду (що не адсорбуються на електроді); 2) що призводять до прискорення процесу електроосадження PbО₂ (Nafion); 3) що призводять до незначного інгібування процесу осадження плюмбум (IV) диоксиду (більшість досліджених аніонних ПАР); 4) призводять до значного інгібування процесу електроосадження PbО₂ (катіонні ПАР і ПЕ).

3. Введення в електроліт домішок ПАР і ПЕ призводить до утворення нанокомпозиційних матеріалів оксид-ПАР та оксид-ПЕ. Вміст домішки в плюмбум (IV) диоксиді визначається, в основному, її адсорбцією на оксиді. Збільшення адсорбції домішок за рахунок росту їх концентрації в розчині і збільшення електростатичного притягання (зростання анодної щільності струму і вмісту кислоти в електроліті осадження для аніонних ПАР і ПЕ) призводить до збагачення композиційного матеріалу органічною речовиною.

4. На підставі отриманих даних запропонований колоїдно-електрохімічний механізм утворення композитів, відповідно до якого процес протікає в кілька стадій: утворення колоїдних часток оксиду в приелектродній зоні; адсорбція домішки на колоїдних частках; електрофоретична доставка часток оксиду з адсорбованою домішкою до поверхні електрода; седиментація і кристалізація композита на поверхні розділу фаз.

5. Морфологія і структура композиційних матеріалів істотно відрізняються від плюмбум (IV) диоксиду. При збільшенні вмісту полімеру в композиті спостерігається перехід від крупнокристалічних осадів до матеріалів з кристалами субмікронних і нанорозмірів.

6. При використанні композиційних матеріалів на основі плюмбум (IV) диоксиду, що містять ПАР і ПЕ, спостерігається селективна зміна перенапруги процесів виділення кисню, ефективності електросинтезу неорганічних окисників (натрію гіпохлорит, сполук Cr (VI)) і електрохімічної конверсії органічних речовин (4-хлорфенол, МТБЕ) в аліфатичні нетоксичні сполуки. Електрокаталітична активність композиційних матеріалів залежить від природи і вмісту домішки ПАР або ПЕ в оксиді.

Публікації автора:

1. А.Б. Величенко, Т.В. Лукьяненко, О.В. Кравцов, Р. Амаделли, Ф.И. Данилов Влияние полиэлектролитов на электроосаждение PbO₂ // Вопр. химии и хим. технологии. - 2003. - № 2. - С.114-118.

2. А.Б. Величенко, Т.В. Лукьяненко, Р. Амаделли, Г.В. Коршин, О.В. Кравцов, Ф.И. Данилов Влияние полимерной добавки Nafion на электроосаждение диоксида свинца и каталитическую активность полученных материалов // Вопр. химии и хим. технологии. - 2003. - № 4. - С.106-111.

3. А.Б. Величенко, Т.В. Лукьяненко, О.В. Кравцов, Р. Амаделли, Ф.И. Данилов Влияние ПАВ на электроосаждение PbO₂ // Вопр. химии и хим. технологии. - 2004. - № 2. - С.151-155.

4. А.Б. Величенко, Т.В. Лукьяненко, Р. Амаделли, Ф.И. Данилов Влияние полимерной добавки Nafion на электроосаждение PbO₂ // Укр. хим. журнал. - 2004. - V. 70. - № 3. - С.51-56.

5. А.Б. Величенко, Т.В. Лукьяненко, О.В. Кравцов, Р. Амаделли, Ф.И. Данилов Влияние галогенид-ионов и ПАВ на каталитическую активность PbO₂-электродов // Вопр. химии и хим. технологии. - 2004. - № 3. - С.153-157.

6. Т.В. Лукьяненко Влияние полимерной добавки Nafion на электроосаждение PbO₂ // V региональная конференция молодых ученых и студентов по актуальным вопросам химии. - Днепропетровск. - 2003. - С.94.

7. Т.В. Лукьяненко Влияние полиэлектролитов на электроосаждение PbO₂ // I Международная научно-техническая конференция студентов и аспирантов. – Днепропетровск. - 2003. - С.48-49.

8. Т.В. Лукьяненко, А.Б. Величенко, Ф.И. Данилов Влияние полимерной добавки Nafion на электроосаждение PbO₂ // VII Международная научно-практическая конференция "Наука и образование 2004". - Днепропетровск. – 10-25 февраля 2004. – С.22-23.

9. A.B. Velichenko, R. Amadelli, T.V. Luk’yanenko, F.I. Danilov. Effect of Nafion and some surfactants on electrodeposition of composite materials based on lead dioxide // 55th ISE Meeting. – Thessaloniki, Greece – 19-24 September 2004. – S6FP62.

10. Т.В. Лукьяненко, В.А. Качала. Влияние ПАВ на электроосаждение PbO₂ // Международная конференция студентов и аспирантов посвященная 75-летию со дня рождения академика Богатского "Современные направления развития химии". - Одесса – 19-23 апреля 2004. -С. 60.

11. В.А. Качала, Т.В. Лукьяненко. Диоксидно-свинцовые катализаторы, модифицированные додецилсульфатом натрия // II Международная научно-техническая конференция студентов и аспирантов "Trans-Mech-Art-Chem". - Днепропетровск. - 2004. - С.100.

12. Т.В. Лукьяненко, В.А. Качала, Ф.И. Данилов, А.Б. Величенко Влияние галогенид-ионов и ПАВ на каталитическую активность PbO₂-электродов // VIII Международная научно-практическая конференция "Наука и образование 2005". - Днепропетровск. – 7-21 февраля 2005. – С.63-64.

13. Шмычкова О.Б., Гузь Н.В., Лукьяненко Т.В. Электрохимическое окисление MTBE на модифицированных PbO₂ – анодах // II Международная научно- техническая конференция студентов, аспирантов и молодых ученых “Химия и современные технологии”. – Днепропетровск. - 26-28-апреля 2005. - С.84.

14. В.А. Качала, Т.В. Лукьяненко. Диоксидносвинцовые катализаторы, модифицированные анионными ПАВ // III Всеукраинская конференция молодых ученых и студентов с актуальных вопросов химии. - Харьков. - 17-20 мая 2005. – С.115.

15. A.B. Velichenko, T.V. Luk’yanenko, F.I. Danilov, R. Amadelli, D. Devilliers. Formation and physicochemical properties of composite PbO₂ materials // 6^th International Conference on Lead-Acid Battery (LABAT’2005). – Varna, Bulgaria. – 13-16 June 2005. – P.58.

16. F.I. Danilov, T.V. Luk’yanenko, A.B. Velichenko. Effect of polyelectrolytes on lead dioxide electrodeposition // Theodor Grotthuss Electrochemistry Conference. – Vilnius, Lithuania. - 5-8 June, 2005. – P.107.

17. A.B. Velichenko, T.V. Luk’yanenko, R. Amadelli, D. Devilliers, F.I. Danilov. Electrosynthesis and physicochemical properties of composite electrocatalysts based on lead dioxide // 3rd Gerischer-Symposium on Electrocatalysis. – Berlin, Germany. – 6-8 July 2005. – P.98.