Анотація до роботи:

Зозуля В.В. Колоїдно-хімічні властивості пористих структур, які формуються при селективному розчиненні системи Ag-Au. – Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата хімічних наук за спеціальністю 02.00.11 – колоїдна хімія. – Інститут біоколоїдної хімії ім. Ф.Д. Овчаренка НАН України, Київ, 2007.

Дисертацію присвячено вивченню закономірностей процесів самоорганізаційного формування кристалізаційних тривимірних пористих структур, частки яких складаються з золота, що відбуваються в системі Ag-Au при її контакті з нітратними розчинами під дією градієнту хімічного та накладеного анодного потенціалу.

Отримано систематичні дані про колоїдно-хімічні властивості пористих систем; встановлено, що морфологія поверхні структур визначається механізмом процесу їх формування; методом теплот змочування встановлено, що поверхня пористих структур є гідрофільною. Встановлено, що найбільш адекватною геометричною моделлю будови досліджуваних пористих структур є модель контактуючих циліндрів.

Створено колоїдно-хімічну модель процесу формування пористих структур, в рамках якої характерний розмір часток отримуваних структур визначається кінетикою процесу селективного розчинення вихідної системи компонентів.

На основі аналізу результатів експериментального визначення товщини шару, в якому відбувається процес формування пористих структур, підтверджено поверхнево-дифузійний механізм цього процесу.

1. В роботі проведено узагальнення експериментально та теоретично встановлених закономірностей процесів, що відбуваються в системі Ag-Au при її контакті з нітратними розчинами під дією градієнту хімічного та накладеного електричного потенціалу, та призводять до самоорганізаційного формування кристалізаційних тривимірних пористих структур, частки яких складаються з кристалічного золота високої чистоти. Розроблено новий підхід до встановлення механізму цих процесів та закладено теоретичне підґрунтя методів одержання подібних систем з керованими структурними параметрами.

2. На основі аналізу результатів експериментальних досліджень ПС отримано систематичні дані про їх колоїдно-хімічні властивості: встановлено, що досліджувані ПС є макропористими з системою відкритих пор, їх поверхня є гідрофільною; визначенням поверхневої фрактальної вимірності досліджуваних ПС доведено, що морфологія поверхні структур визначається механізмом процесу їх формування.

3. Встановлено закономірності впливу складу вихідної системи компонентів та кінетики процесу формування ПС на їх структурно-механічні властивості; показано, що збільшення вмісту золота у вихідній системі компонентів призводить до зменшення значень загальної пористості та питомої поверхні, та збільшення значень середнього діаметру часток, ступеню їх зрощування та механічної міцності ПС, а збільшення швидкості процесу протилежно впливає на ці показники.

4. Співставлення результатів адсорбційно-структурних та електронно-мікроскопічних досліджень свідчить про те, що найбільш адекватною геометричною моделлю будови досліджуваних ПС є модель контактуючих циліндрів; що у сукупності з визначеними їх гідрофільними властивостями (Q_S0,1 Дж/м²) може скласти основу методу розрахунку мембранних властивостей таких структур.

5. Встановлено, що швидкість загального процесу селективного розчинення вихідної системи Ag-Au, окрім дифузійної рухливості атомів золота в атомному шарі, що піддається руйнуванню, контролюється: для процесу хімічного розчинення – транспортом продуктів реакції крізь пасивуючу плівку, яка складається зі сполук срібла, а для процесу анодного розчинення – дифузійним транспортом компонентів та продуктів реакції в іонній формі між поверхнею вихідного сплаву та об’ємом розчину.

6. Створено колоїдно-хімічну модель процесу формування ПС, в рамках якої характерний розмір часток отримуваних систем визначається кінетикою процесу селективного розчинення вихідної системи компонентів. Адекватність моделі підтверджена експериментальним визначенням залежностей діаметру часток від щільності анодного струму та діаметру часток від вмісту золота у вихідному сплаві за ідентичних умов процесу селективного розчинення.

7. На основі аналізу результатів експериментального визначення товщини шару, в якому відбувається процес формування ПС, підтверджено поверхнево-дифузійний механізм цього процесу. В рамках сформульованих положень розвинуто фізико-хімічні принципи регулювання геометричних властивостей металевих ПС, отримуваних селективним розчиненням сплавів.

8. Розкриття механізму процесу формування ПС з кристалічного золота при селективному розчиненні одного з компонентів золотовмісного сплаву – срібла – дало змогу створити наукові засади способу та технологію одностадійного одержання золота високої чистоти зі сплавів з вмістом золота до 50 % мас.

Публікації автора:

1. Зозуля В.В., Перцов Н.В. Образование дисперсной структуры при электрохимической обработке золотосодержащих сплавов // Обработка дисперсных материалов и сред. – Одесса: НПО «ВОТУМ», 1999. – Вып. 9. – С. 189–192. (Проведення експерименту, участь в обговоренні результатів та написанні статті).

2. Перцов Н.В, Зозуля В.В., Прокопенко В.А. Образование пористого материала при электрохимическом выщелачивании гомогенного золотосодержащего сплава // Коллоидный журнал. – 2000. – Т. 62, № 1. – С. 133–134. (Постановка та проведення експерименту, участь в проведенні теоретичних розрахунків, обговоренні результатів та написанні статті).

3. Патент України 36277, МПК 7 С25С1/20, С22В11/00. Спосіб вилучення золота з золотовмісних поліметалевих матеріалів / В.В.Зозуля, Н.В.Пєрцов, В.А.Прокопенко. – Бюл. № 8. – 15.08.2003. (Проведення експерименту, участь в оформленні Патенту).

4. Перцов Н.В., Прокопенко В.А., Зозуля В.В., Иванов М.А. Образование ультрадисперсных структур при электрохимическом растворении золотосодержащих сплавов // Наносистеми, наноматеріали, нанотехнології. – К.: Академпериодика, 2004. – Т. 2, вип. 1. – С. 265–275. (Постановка та проведення експериментальної роботи, участь в проведенні теоретичних розрахунків, обговоренні результатів та написанні статті).

5. Зозуля В.В., Козін Л.Х., Прокопенко В.А. Кінетика і механізм електрохімічного розчинення сплавів системи золото-срібло // Наукові вісті Національного технічного університету України «КПІ». – 2006. – № 3 (47). – С. 123–128. (Проведення експерименту, математична обробка експериментальних результатів, участь в аналізі та обговоренні отриманих результатів та написанні статті).

6. Zozulya V.V., Prokopenko V.A., Pertsov N.V. Ecologically safe method for the gold extraction from gold alloys // The 4 ^th International Conference on Carpathian Euroregion Ecology «CERECO’2003» Proceedings – April 28–30, 2003. – Miskolc–Tapolca, Hungary. – P. 345–350. (Постановка та проведення експерименту, участь в теоретичних розрахунках, обговоренні отриманих результатів; написання тез).

7. Prokopenko V.A., Zozulya V.V., Lavrinenko E.N., Pertsov N.V. Formation of nanodispersed structures under the action of electric and galvanic potentials in aqueous solutions // International Simposium on Non-Equilibrium processes in Colloid and Bioparticle Systems. – May 18-22, 2004. – Cracow, Poland. – Р. 97. (Участь в постановці та проведенні експериментальної роботи, обговоренні результатів та написанні тез).

8. Зозуля В.В., Прокопенко В.А. Адсорбционно-структурные и фрактальные свойства поверхности ультрадисперсных структур, формируемых химическим растворением сплавов системы золото-серебро // Тези доповіді Міжнародної конференції-школи «Коллоидные системы. Свойства, материалы, применение». – 28 серпня – 1 вересня, 2006. – Одеса, Україна. – С. 20. (Проведення експерименту, аналіз та обговорення отриманих результатів, написання тез).