ПРИМЕНЕНИЕ УСТАНОВКИ ДИНАМИЧЕСКОГО ФИЛЬТРОВАНИЯ С МОДИФИЦИРОВАННЫМ ТИТАНОВЫМ ФИЛЬТРОМ ДЛЯ ОЧИСТКИ ЭЛЕКТРОЛИТА В ВЫСОКОВОЛЬТНОЙ ГАЛЬВАНИЧЕСКОЙ СИСТЕМЕ

, , ,
 13-21 стр.
Разработка функциональных нанодисперсных материалов на основе пористых темплатных матриц является актуальной проблемой при конструировании новых аппаратов в процессах электролиза генерации «зеленого» водорода, для повышения энергосбережения альтернативных источников энергии, высокочувствительных сенсоров для химической технологии, в качестве новых катализаторов дожигания автомобильного выхлопа, в микро- и наноэлектронных устройствах. В связи с этим разработка технологии получения таких материалов, а также исследования связи структуры и каталитических свойств нанодисперсных материалов матричного синтеза представляются актуальными. Предложен метод динамического фильтрования растворов с помощью самоочищающихся фильтров при непрерывной высоковольтной обработке алюминиевых темплатных матриц. Очистка водных растворов заключается в осаждении взвешенных солей алюминия на рабочей поверхности титановых фильтров, модифицирован-ных фторорганическим компонентом. Несомненным достоинством предлагаемого подхода к процессу фильтрации является возможность непрерывного удаления осадка солей алюминия как с внешней, так и с внутренней поверхности модифицированных титановых фильтров за счет сочетания кавитации, создаваемой встроенными ультразвуковыми излучателями и вращения фильтрующих элементов. Вращение фильтрующих элементов позволяет направить поток жидкости практически перпендикулярно потоку, проходящему через фильтр. В результате реализуется тангенциальный режим фильтрования, что препятствует засорению фильтра. Кроме того, при вращении фильтрующих элементов осуществляется частичная передача вращательного момента на жидкость, за счет чего происходит закручивание жидкости вокруг фильтрующих элементов. Закручивание жидкости вызывает центробежный эффект вытеснения солей алюминия из слоев жидкости, прилегающих к фильтрующим элементам, предотвращая засорение фильтра. Предложенный метод фильтрования при высоковольтной гальванической обработке алюминиевой матрицы обеспечивает стабилизацию напряжения и плотности тока и формирование упорядоченных цилиндрических наноразмерных структур с высоким аспектным соотношением.
Ключевые слова:
модифицированная установка динамического фильтрования, нанодисперсные материалы, титановые фильтры, ультразвуковые излучатели, алюминиевая матрица
Антропов А.П.
Кандидат технических наук, доцент, МИРЭА – Российский технологический университет
Зайцев Н.К.
Доктор химических наук, доцент, Московский технологический университет
Рябков Е.Д.
Магистр, Московский технологический университет
Яштулов Н.А.
Доктор химических наук, профессор, Московский технологический университет
1. Roslyakov I.V., Kolesnik I.V., Levina E.E., Katorova N.S., Pestrikov P.P., Kardash T.Yu., Solovyov L.A., Napolskii K.S. Annealing induced structural and phase transitions in anodic aluminum oxide prepared in oxalic acid electrolyte // Surface and Coatings Technology. 2020. V. 381. P. 125159.
2. Li J., Wei H., Zhao K., Wang M., Chen D., Chen M. Effect of anodizing temperature and organic acid addition on the structure and corrosion resistance of anodic aluminum oxide films // Thin Solid Films. 2020. V. 713. P. 138359.
3. Chumnanwat S., Watanabe Y., Taniguchi N., Higashi H., Kodama A., Seto T., Otani Y., Kumita M. Pore structure control of anodized alumina film and sorption properties of water vapor on CaCl2-aluminum composites // Energy. 2020. V. 208. Р. 118370.
4. Noormohammadi M., Arani Z.S., Ramazani A., Kashi M.А. Super-fast fabrication of self-ordered nanoporous anodic alumina membranes by ultra-hard anodization // Electrochimica Acta. 2020. V. 354. Р. 136766.
5. Kawai S., Ueda R. Magnetic Properties of Anodic Oxide Coatings on Aluminum Containing Electrodeposited Co and Co‐Ni // J. Electrochem. Soc. 1975. V. 122. № 1. Р. 32 – 36.
6. Shiraki M., Wakui Y., Tokushima T., Tsuya N. Perpendicular magnetic media by anodic oxidation method and their recording characteristics // IEEE Trans. Magn. 1985. V. 21. № 5. P. 1465 – 1467.
7. Saito M., Kirihara M., Taniguchi T., Miyagi M. Micropolarizer made of the anodized alumina film // Appl. Phys. Lett. 1989. V. 55. № 7. Р. 607 – 609.
8. Miller C.J., Majda M.. Microporous aluminum oxide films at electrodes // J. Am. Chem. Soc. 1985. V. 107. № 5. Р. 1419 – 1420.
9. Tierney M.J., Martin C.R. New Electrorelease Systems Based on Microporous Membranes // J. Electrochem. Soc. 1990. V. 137. № 12. Р. 3789 – 3792.
10. Yoshino T., Baba N. Electrochromism of Oxalatotungstate(V) Complexes Chemically Deposited onto Micropores of Anodic Oxide Films on Aluminum // Nippon Kagaku Kaishi. 1983. V. 1983. № 6. Р. 955 – 957.
11. Антропов А.П., Зайцев Н.К., Рябков Е.Д., Яштулов Н.А., Мудракова П.Н. Химико-технологический подход к созданию нановорсистых (ультрадисперсных) каталитически активных материалов // Тонкие химические технологии. 2021. Т. 16. № 2. С. 105 – 112.
12. Антропов А.П., Зайцев Н.К., Рябков Е.Д., Слепченко Г.Б., Яштулов Н.А. Установка для производства нановорсистых (ультрадисперсных) каталитически активных материалов // Вестник технологического университета. 2021. Т. 24. № 4. С. 85 – 88.
13. Полежаев К.Г., Колотилкин А.С., Абрамов В.О. Зайцев Н.К. Способ разделения жидких неоднородных систем и оборудование для его реализации. Патент на изобретение RU 2699121 C2, 03.09.2019. Заявка № 2017137967 от 31.10.2017.
14. Полежаев К.Г., Колотилкин А.С., Абрамов В.О., Зайцев Н.К. Фильтрующий элемент для центробежно-динамического разделения дисперсных систем. Патент на полезную модель RU 176937 U1, 02.02.2018. Заявка № 2017137968 от 31.10.2017.