Том 61, № 9 (2025)

Проведено сравнительное изучение каталитической активности в реакции восстановления кислорода композитов на основе малослойных графеновых структур, декорированных наночастицами Pt, полученных в результате низковольтного и плазмоэлектрохимического диспергирования платиновых электродов. Показана перспективность синтеза электрокатализаторов реакции восстановления кислорода путем электрохимического распыления платины под воздействием анодно-катодной электролизной плазмы.

Проведено сравнение потенциометрических характеристик электрополимеризованных покрытий, полученных из сред фосфатного и ГЕПЕС-буферного растворов, а также глубоких эвтектических растворителей – релина и смеси лимонной кислоты, глюкозы и воды. Для всех полученных покрытий было изучено влияние кислотности среды на потенциал сенсора и проведена оценка обратимости потенциометрического отклика. На основе синтезированных покрытий был разработан ряд твердоконтактных потенциометрических сенсоров для определения легкоокисляющихся органических соединений – гидрохинона, дофамина, кверцетина и аскорбиновой кислоты. Установлены аналитические характеристики определения указанных легкоокисляющихся органических соединений. Показано, что в зависимости от кислотности среды аналиты могут проявлять себя как однозарядные анионы, демонстрируя наклоны, близкие к нернстовским, или как восстановители, которые влияют на соотношение окисленной и восстановленной форм полимеров в составе модифицирующего слоя. Покрытия, синтезированные из сред глубоких эвтектических растворителей, демонстрировали более широкий диапазон определяемых концентраций и большую чувствительность по сравнению с покрытиями, электроосажденными из водных сред. Разработанные твердоконтактные потенциометрические сенсоры были апробированы для определения аналитов в составе косметических средств, лекарственных препаратов и биологически активных добавок. Степень открытия составила от 92 до 107%.

В работе исследовано электрохимическое поведение ионов диспрозия, неодима, лантана и их совместное электровосстановление с ионами никеля на вольфрамовом и никелевом электродах в эвтектическом расплаве KCl–NaCl–CsCl при температуре 823 K. Установлено, что электровосстановление ионов Ln³⁺ протекает обратимо в одну трехэлектронную стадию до скоростей поляризации 0.1 В/с. При совместном содержании ионов лантанидов и никеля на вольт-амперных зависимостях наблюдаются волны восстановления ионов никеля при потенциалах –0.12… –0.3 В, ионов лантанидов при потенциалах –2.13… –2.18 В относительно хлоридсеребряного электрода сравнения. Кроме этих волн на вольтамперограммах имеются три волны восстановления в области потенциалов: –1.68… –1.77 В; –1.95… –2.0 В; –2.13… –2.18 В. Появление этих волн связано с совместным электровосстановлением ионов лантанидов и никеля на предварительно выделившемся на вольфрамовом электроде металлическом никеле с определенной деполяризацией и образованием интерметаллических фаз лантанидов и никеля различного состава Ln_xNi_y. На хронопотенциограммах разомкнутой цепи выявлены плато задержки потенциала, соответствующие растворению отдельных фаз интерметаллидов. Электролизом в потенциостатическом режиме при потенциалах –1.7… –2.1 В и при определенном соотношении концентраций хлоридов лантанидов и никеля были получены фазы интерметаллических соединений LnNi₅, Ln₂Ni₇, Ln₂Ni₃, LnNi₃, LnNi₂. Синтезированные образцы интерметаллидов лантанидов и никеля охарактеризованы методом рентгенофазового анализа и сканирующей электронной микроскопии. Измерены ЭДС для интерметаллических соединений Ln_xNi_y в двухфазных сосуществующих состояниях при температуре 823 K. Из значений ЭДС рассчитаны относительные парциальные мольные величины свободной энергии Гиббса и активности лантанида в интерметаллических соединениях Ln_xNi_y.

Проведен анализ состава отходов металлургического производства латуни методом рентгенофлуоресцентного анализа (РФлА). Результаты показали, что содержание меди в шлаке достигает 15 мас. %, содержание цинка – 83 мас. %. Проведено сернокислотное выщелачивание для отделения цинка из металлургической пыли. Подобраны оптимальные параметры процесса: продолжительность выщелачивания 60 мин, концентрация серной кислоты 0.1 М. После сернокислотного выщелачивания раствор кислоты подвергали электрохимической обработке для выделения меди и цинка, а медный кек (медь в неокисленной форме) подвергали медно-аммиачному выщелачиванию в течение 40 мин. Концентрация меди в медно-аммиачном растворе достигала 35 г/л. На заключительном этапе проводили экстракционное извлечение меди из растворов медно-аммиачного выщелачивания, для чего был подобран наиболее эффективный экстрагент. Исследованы экстрагенты различной природы и классов: Д2ЭГФК (сильный кислый фосфорорганический экстрагент), ДХ510А и LIX54 (относятся к классу β-дикетонов). Концентрация экстрагентов варьировалась от 50 до 100%, растворитель – керосин. Реэкстракция меди из медно-аммиачных растворов проводилась 2 М серной кислотой. Наилучшим экстрагентом оказался LIX54 с концентрацией 50% в керосине. Заключительным этапом стало электровыделение меди из реэкстрагирующих растворов при плотности тока 3 А/дм², ВТ меди – 65%. На основе проведенных исследований разработана схема извлечения меди и цинка из металлургических пылей производства латуни.