Том 60, № 5 (2024)

В отличие от известного метода классической электрохимии, в котором теория выделения водорода строится на истолковании уравнения Тафеля перенапряжения от скорости выделения водорода ${\eta }_{\text{H}}=-a_{Í/\text{Me}}+\text{b} \text{ln}{i}_{\text{K}}$, термодинамический метод расчета перенапряжения водорода в рамках равновесной статистической термодинамики исходит из величины потенциала металла-катализатора ${\AA }_{\text{Me}-\text{ct}}$ и равновесного потенциала выделения/окисления водорода в рамках шкалы абсолютных поверхностных потенциалов (ASP), как ${\eta }^{*}=-{\AA }_{{Í}^{+}/{Í}^0}^{eq}+{\AA }_{\text{Me}-\text{ct}}=-{\AA }_{{Í}^{+}/{Í}^0}^{eq}+ 2\left(\Delta {\text{U}}_{\text{S}}^0\right)/\text{F}$, где учитывается минимальная величина внутренней поверхностной энергии для данной кристаллической структуры $\Delta {\text{U}}_{\text{S}}^{ }\left(Ò=0\right)$, рассчитанной из первых принципов. Используя экспериментальные данные результатов определения коэффициента $a_{\text{H}/\text{Me}}$, полученных спрямлением тафелевской зависимости, дается сравнение с термодинамическим расчетом по приведенному выше уравнению.

В рамках термодинамической теории равновесной двухкомпонентной адсорбции из жидкости на плоской твердой поверхности с учетом ее деформации и наличия на ней электрического заряда при малых деформациях твердой фазы выводится аналитически для модели поверхностного слоя Фрумкина выражение приращения поверхностного натяжения межфазного слоя как функции четырех параметров состояния равновесной системы: двух плотностей адсорбции обоих компонентов, электрического потенциала и деформации твердой поверхности.

Изучена адсорбция энантиомеров лимонена на хиральных кристаллах сегнетоэлектрика триглицинсульфата. Гомохиральные кристаллы были получены в условиях созревания Виедмы. Получены изотермы адсорбции при температуре ниже точки Кюри (при 45°С), выше точки Кюри (100°С), а также ниже точки Кюри после прогрева при 100°С. Построены кривые ван-Деемтера для энантиомеров лимонена на изучаемом образце. Различия в величинах равновесной адсорбции проходили валидацию с помощью t-критерия. Было установлено, что ниже точки Кюри наблюдается различие изотерм адсорбции лимоненов в области нелинейной изотермы адсорбции. При 100°С различий в изотермах не наблюдается. Далее температура колонки опускалась снова до 45°С. Различий также не было. Можно сделать вывод, что кристаллы триглицинсульфата не обладают хиральной памятью, и переход в парафазу приводит к необратимой потере гомохиральности.

Исследовано влияние температуры оксидирования на состав и структуру покрытий-абсорберов солнечного излучения, полученных термическим оксидированием высокохромистой стали Х18Н10Т при 400°–800°С. Состав и структуру пленок контролировали методами сканирующей электронной микроскопии с рентгеновским зондом и ИК-спектроскопии. Показано, что тонкие термооксидные слои толщиной 400–500 А, формируемые при оксидировании стали при 500°–700°С, имеют оксид-оксидную композитную структуру, обладают высоким поглощением и выраженным фотоэлектрическим откликом в спектральных областях видимого солнечного излучения. Показано, что эффективность спектрально-селективных покрытий-абсорберов солнечного излучения полученных термическим оксидированием высокохромистой стали Х18Н10Т при 500°–700°С, связана с формированием на поверхности стали двухслойной оксид-оксидной структуры: прилегающего к поверхности стали композитного слоя гранул FeCr₂O₄ в матрице избыточной закиси железа и шпинели переменного состава в матрице внешнего слоя магнетита.

С применением термогравиметрического метода удалось охарактеризовать влияние фталоцианиного модификатора на процесс пленкообразования, сопровождающийся коалесценцией латексных частиц акриловых полимеров. С другой стороны, анализ процесса коалесценции латексных частиц позволил определить роль водорастворимого модифицикатора на полимерную структуру полиакрилатов и локализацию остаточных следов воды в межчастичных областях пленок и покрытий, а также влияние металлической поверхности, на которой локализуется полимерная пленка, на коалесценцию полимерных частиц. При термогравиметрии акриловых полимеров их модификация водорастворимым фталоцианином сопровождается ростом теплового эффекта, что можно связать с увеличением температуры стеклования и соответственно минимальной температуры пленкообразования. Металлическая поверхность, на которой локализуется латексная полимерная пленка, существенно влияет на процесс коалесценции частиц, как немодифицированного, так модифицированного латексного полимера, что сопровождается ростом теплового эффекта и начальной температуры его проявления.

Воздействие на поверхностные свойства путем направленного модифицирования является одним из способов получения новых наноматериалов. Поверхность детонационного наноалмаза может быть модифицирована, например, путем обработки газообразным водородом. В настоящей работе методом обращенной газовой хроматографии исследованы адсорбционные свойства наноалмаза с гидрированной поверхностью и сопоставлены с аналогичными свойствами исходного детонационного наноалмаза. Измерены удельные объемы удерживания V и дифференциально-молярные изостерические теплоты адсорбции воды и гептана q_st. Установлено, что величины V и для воды, и для гептана в несколько раз превышают свойства исходного детонационного наноалмаза. Это свидетельствует о том, что дополнительная обработка поверхности увеличивает плотность (на единицу поверхности) функциональных групп, обеспечивающих адсорбционное взаимодействие поверхности как с водой, так и с гептаном. При этом теплота адсорбции при максимальной концентрации адсорбата в газовой фазе в случае воды повысилась с -31,6 кДж/моль до -36,3 кДж/моль, а в случае гептана - практически не изменилась и составила –49,5 кДж/моль. Установлено, что гидрирование поверхности наноалмаза изменяет природу адсорбционных центров, ответственных за удерживание воды.

В настоящем кратком обзоре рассмотрены основные подходы к переработке отработавших литий-ионных аккумуляторов. Приведено описание исходного сырья в зависимости от элементного состава катодного материала. Кратко описаны основные способы переработки аккумуляторов, разрабатываемые в настоящее время: пирометаллургический, гидрометаллургический и прямая переработка. Наиболее оптимальным признан гидрометаллургический метод. Для указанного процесса приведено описание основных технологических стадий: стадии предварительной обработки аккумуляторов, щелочной обработки мелкой фракции, представляющей собой смесь анодного и катодного материала, кислотного выщелачивания катодного материала и последующей переработки продукта выщелачивания с целью выделения ценных компонентов в индивидуальном виде.