Введение к работе
Аідуалмгость__#сслшван»Ид_Среяи органических производных оксосоелиненніі серы особое место занимают гидроксн- и амнноалкнлсуль-финаты, относящиеся к производным сульфоксиловой кислоты. Из них наиболее известны гидрокснметансульфинат натрия (ГМС, техническое название ронгалит) НОСЩЗОгЫа и диоксид тиомочевины (ДОТМ) (NH2)2CS02, являющиеся высокоэффективными восстановителями. Благодаря их приме-' нению, стали возможны печать и крашение тканей кубовыми красителями, производство бутадиенстирольного каучука, промышленное получение урана и трансурановых элементов и другие процессы. Работами, выполненными в ИГХТА под руководством Буданова В.В., показана перспективность использования ГМС и ДОТМ в процессах металлизации диэлектриков и при.получении порошков металлов.
Несмотря на широкое применение производных сульфоксиловой кислоты, многие теоретические проблемы, в часгности, кинетические закономерности, механизмы гомоїєнньіх и гетерогенных стадий редоке-реакций получения металлов с их участием, изучены недостаточно. Более того, б рассмотренной нами литературе не обнаружено достаточно теоретически обоснованных кинетических моделей образования осадков металлов за счет любых других редокс-реакний. В связи с изложенным исследование закономерностей стадий и разработка теоретически обоснованных кинетических моделей данных процессов актуально как в теоретическом, так и в практическом отношении. Актуальность работы также определяется подбором объектов исследования: и качестве металлов выбраны Ni и Си, широко использующиеся при получении различных композиционных материалов, в качестве подложки - углеродное волокно, обладающее уникальными физико-механическими характеристиками, что обеспечивает ему применение в современных отраслях техники.
2 Цели работы:
1. Изучение физико-химических закономерностей гомогенных и гетероген
ных стадий образования металлических покрытий и дисперсий металлов
-за счет редокс-реакции с участием ГМС и ДОТМ.
2. Разработка и экспериментальное обоснование кинетической модели
осаждения дисперсий металла. Следует отметить, что данная модель учи
тывает изменение поверхности раздела фаз во времени. Кинетическая мо
дель образования металлического покрытия является частным случаем
вышеуказанной модели и в объеме настоящей работы не рассматривает
ся.
3. На основании результатов теоретических исследований разработка спо
собов химической металлизации и получения дисперсий металлов.
Научная новизна. Получены кинетические характеристики гомогенной стадии процессов восстановления солей никеля и меди при взаимодействии с гидроксимегансульфинатом и диоксидом тиомочевины. Доказано, что перенос электрона в гетерогенном процессе восстановления Ni(II) и Си(И) гидроксимегансульфинатом натрия и диоксидом тиомочевины осуществляется по электрохимическому механизму, то есть через твердую фазу металла. Определены количественные характеристики статики и динамики сорбции ионов Ni2+ и Си2+углеродным волокном. Доказан хемосорбцион-ный механизм процесса. Показано, что актнватог. ми сорбции являются продукты восстановления бкхромат-иона и ионов кадмия. Предложена схе-ма механизма и разработана кинетическая модель химического осаждения никеля и меди при взаимодействии последних с диоксидом тиомочевины.
Практическая ценность. Кинетические закономерности, полученные для указанных выше реакций, сорбционные исследования и результаты изучения влияния подложки на редокс-процесс использованы в разработке способа химической металлизации углеродных волокон при применении в качестве восстановителей ГМС и ДОТМ. Способ защищен патентом.
з Показано, что производные сульфоксиповой кислоты обеспечивают высокую скорость .металлизации, чистоту дисперсий металлов и позволяют исключить стадию активации процесса металлами платиновой группы. Предложен способ регулирования дисперсности получаемых порошков металла, используя ДОТМ в качестве восстановителя и варьируя состав водно-спиртовой среды. Разрабогана методика получения золей никеля и меди монодисперсного состава и устойчивых до I месяца при использовании в качестве восстановителей гидриксиметапсульфішата натрия и диоксида тиомочевины. Результаты разработки хинетнческой модели указанных ре-докс-процессов могут быть использованы при оптимизации технологических процессов.
Апробация работы., ..Основное содержание работы докладъгвалось и обсуждалось на Всероссийской конференции "Кинетика - 92" (Москва, 1992г.), на конференции молодых ученых "МКХТ-94" (Москва, декабрь 1994г.). на VI Международной конференции "Проблемы сольватации и комплексообразонання п растворах"' (Иваново, октябрь 1995г.), на IX конференции "MKXT-9V (Москва, декабрь 1995 г.), , а также на ежегодных научно-технических конференциях ИГХТА !992-1997тт. Но теме диссертации опубликовано 13 печатных работ.
Работа выполнена в соответствии с координационным планом РАН на 1991-І995 гг. по направлению "Теоретические основы технологии." (2.27,5.14), а также по программе приоритетных исследований, межведомственного Совета ГКНТ СССР на 1991 -1995гг. по теме "Физико-химические принципы химической металлизации диэлектриков".
Объём работы. Диссертация состоит из введения, литературного
обзора, 'экспериментальной части, обсуждения результатов эксперимента и списка литературы. Работа изложена на 146 страницах, содержит ЗО рисункові) 15 таблиц. Библиография включает 138 наименований.
В тексте приняты следующие сокращения: ГМС - гидроксиметан-' сульфинат натрия; ДОТМ -диоксид тиомочевины; ХОМ - химическое осаждение металлов; УВ - углеродное волокно.
