СИНТЕЗ, СТРУКТУРНІ, МАГНІТНІ ТА ФОТОКАТАЛИТИЧНІ ВЛАСТИВОСТІ ФЕРИТОВИХ НАНОЧАСТИНОК MFe2O4 (M = Co, Mn, Zn), ОТРИМАНИХ ПЛАЗМОХІМІЧНИМ МЕТОДОМ

Composite ferrites MFe2O4 (M= Co, Mn, Zn) were synthesized by plasma method. X-ray phase analysis, vibration magnetometry spectroscopic analysis, simplex-lattice planning of the experiment were used to characterize the obtained samples. The photocatalytic activity of the compounds was studied in the decomposition reaction of 4-nitrophenol, which was used as a model organic contaminant. It was found that the obtained ferrite nanoparticles have a spinel structure. The change in the lattice parameter occurs depending on the radius of the substitution cation and the location of the ions on the sublattices. The minimum values of the lattice parameter and the maximum saturation magnetization and coercive force correspond to the double compositions of Mn-Co ferrites. The synthesized nanoferrites have a band gap between 1.55 and 1.9 eV. All Zn1-xCoxFe2O4 ferrites and Zn1-xCoxMn0.5Fe2O4 (0 <x <1) were found to have high catalytic activity.Плазменным методом синтезированы композиционные ферриты МeFe2O4 (Me = Co, Mn, Zn). Для характеристики полученных образцов были использованы рентгенофазовый анализ, вибрационная магнитометрия, спектроскопический анализ, симплекс-решетчатое планирование эксперимента. Фотокаталитическую активность соединений изучали на реакции разложения 4-нитрофенола, который использовали как модельный органический загрязнитель. Установлено, что полученные наночастицы ферритов имеют шпинельной структуру. Изменение параметра решетки происходит в зависимости от радиуса катиона заместителя и расположения ионов по подрешеткам. Минимальные значения параметра решетки и максимальные намагниченность насыщения и коэрцитивная сила соответствуют двойным составам Mn-Со-ферритов. Синтезированные наноферриты имеют энергию запрещенной зоны между 1.55 и 1.9 эВ. Установлено, что все Zn1-xCoxFe2O4 ферриты и Zn1-xCoxMn0.5Fe2O4 (0 < x < 1) имеют высокую каталитическую активность.Плазмовим методом синтезовані композиційні ферити МeFe2O4 (Me = Co, Mn, Zn). Для характеристики отриманих зразків було використано рентгенофазовий аналіз, вібраційну магнітометрію спектроскопічний аналіз, симплекс-решітчасте планування експерименту. Фотокаталітичну активність сполук вивчали в реакції розкладання 4-нітрофенолу, який використовували як модельний органічний забруднювач. Встановлено, що отримані наночастинки феритів мають шпінельну структуру. Зміна параметру решітки відбувається в залежності від радіуса катіона заміщувача та розташування іонів по підрешіткам. Мінімальні значення параметру решітки та максимальні намагніченість насичення та коерцитивна сила відповідають подвійним складам Mn-Со феритів. Синтезовані наноферити мають енергію забороненої зони між 1.55 і 1.9 еВ. Встановлено, що всі Zn1-xCoxFe2O4 ферити та Zn1-xCoxMn0.5Fe2O4 (0 < x < 1) мають високу каталітичну активність

ВПЛИВ РІЗНИХ ФАКТОРІВ НА СИНТЕЗ -ОКСИГІДРОКСИДУ ФЕРУМУ

At present, synthetic oxides and oxyhydroxides in the form of pigments, adsorbents, and magnetic carriers are widely used in industry. This is due to their non-toxicity, chemical stability, durability, a wide variety of colours and low cost.The properties of the obtained pigments are determined primarily by the dispersion of the obtained product and its phase composition, specific surface of the powders. The problem of improving the quality of the final product is mainly a technological problem and it can be solved by improving the technological stages, especially precipitation and oxidation.In this work, the dependence of the phase composition of the products on the synthesis conditions is investigated. Oxyhydroxides and ferric oxides are synthesized by oxidation ferrous hydroxides obtained by precipitation. Air was used as an oxidizer of Fe2 + ions. The study of the influence of synthesis parameters on the precipitation of a-oxyhydroxide nanoparticles was studied by the experimental design method. Particles with a different form factor and specific surface were formed depending on temperature, initial concentrations of salt and precipitant, air flow rate.It has been established that the concentration of iron(II) sulphate has a decisive influence on the particle size of a-FeOOH and its specific surface, to a lesser extent on the concentration of sodium hydroxide and rate oxidation.В настоящее время синтетические оксиды и оксигидроксиды железа в виде пигментов, адсорбентов и магнитных носителей широко используются в промышленности. Это связано с их нетоксичностью, химической стабильностью, долговечностью, широким разнообразием цветов и низкой стоимостью.Свойства полученных пигментов определяются, прежде всего, дисперсностью полученного продукта и его фазовым составом, удельной поверхностью порошков. Проблема повышения качества конечного продукта является в основном технологической проблемой и может быть решена путем улучшения технологических стадий, особенно осаждения и окисления.В данной работе исследована зависимость фазового состава продуктов от условий синтеза. Оксигидроксиды и оксиды железа синтезировались путем окисления гидроксидов железа, полученных осаждением. В качестве окислителя ионов Fe2+ использовался воздух. Методом планирования эксперимента изучено влияние параметров синтеза на процесс образования наночастиц a-оксигидроксида. Частицы с различным форм-фактором и удельной поверхностью формировались в зависимости от температуры, исходных концентраций соли и осадителя, скорости подачи воздуха.Установлено, что исходная концентрация сульфата железа(II) оказывает существенное влияние на размер частиц a-FeOOH и его удельную поверхность. В меньшей степени концентрация гидроксида натрия и скорость подачи воздуха. В даний час синтетичні ферум(ІІІ) оксиди і оксигідроксиди у вигляді пігментів, адсорбентів і магнітних носіїв широко використовуються в промисловості. Це пов'язано з їх нетоксичністю, хімічною стабільністю, довговічністю, широким розмаїттям кольорів і низькою вартістю.Властивості отриманих пігментів визначаються, перш за все, дисперсністю отриманого продукту і його фазовим складом, питомою поверхнею порошків. Проблема підвищення якості кінцевого продукту є перш за все технологічною проблемою і може бути вирішена шляхом покращення технологічних стадій, особливо осадження і окислення.У даній роботі досліджена залежність фазового складу продуктів від умов синтезу. Оксигідроксиди і оксиди заліза синтезували окисленням ферум(ІІ) гідроксиду, отриманого осадженням. В якості окислювача іонів Fe2+ використовувався повітря. Методом планування експерименту вивчено вплив параметрів синтезу на процес утворення наночастинок a-оксигідроксида. Частинки з різним форм-фактором і питомою поверхнею формувалися в залежності від температури, вихідних концентрацій солі і осаджувача, швидкості подачі повітря.Встановлено, що вихідна концентрація ферум(ІІ) сульфату має суттєвий вплив на розмір частинок a-FeOOH і його питому поверхню. У меншій мірі впливає концентрація гідроксиду натрію і швидкість подачі повітря

Дослідження кінетики екстракційної обробки рисового лушпиння при одержанні силіцій карбіду

Silicon carbide is characterized by a wide range of beneficial electrophysical, anti-corrosion, and strength properties. A promising raw material for the synthesis of silicon carbide is the waste of rice production, which includes compounds of silicon and carbon-containing organic substances. The cheapness and availability of such raw materials necessitate the development of technologies to obtain silicon carbide from it. An important direction in silicon carbide synthesis technology is to obtain a high purity product. To remove impurities from rice husks, it is necessary to carry out its pre-extraction treatment. It has been established that the extraction treatment of rice husks with acid solution makes it possible to clean the raw materials from metal compounds and the excess amount of carbon-containing components. To remove impurities of metal compounds and the excess amount of carbon-containing compounds from rice husks, it has been proposed to perform the extraction with an aqueous solution of the mixture of 10 % sulfur and 15 % acetic acids. We have derived the time dependences of the degree of extraction of cellulose from rice husks. Two temporal sections of the process have been identified. It is shown that the extraction of cellulose from rice husks obeys a pseudo first-order reaction. We have calculated the constants of speed and activation energy in the course of extraction for the two time sections of the process. The activation energy of extraction over a first period is 10.75 kJ/mol; over a second period, the activation energy value is 26.10 kJ/mol. It has been established that an increase in the extraction temperature from 20 to 100 °C leads to a two-fold improvement in the process efficiency. It is shown that silicon carbide, synthesized from rice husk after its extraction treatment, is a pure crystalline material whose particles’ size is from 1 to 20 micrometersКарбид кремния характеризуется широким спектром полезных электрофизических, антикоррозионных и прочностных свойств. В качестве сырья для синтеза карбида кремния большие перспективы имеют отходы рисового производства, в состав которых входят соединения кремния и углеродсодержащих органических веществ. Дешевизна и доступность такого сырья обусловливают необходимость разработки технологий получения из него карбида кремния. Важным направлением в технологии синтеза карбида кремния является получение продукта высокой чистоты. Для удаления примесей из рисовой шелухи необходимо проведение ее предварительной экстракционной обработки. Установлено, что экстракционная обработка рисовой шелухи кислотным раствором обеспечивает очистку сырья от соединенийметаллов и избыточного количества углеродсодержащих компонентов. Для удаления примесей соединений металлов и избыточного количества углеродсодержащих соединений из рисовой шелухи предложена экстракция водным раствором смеси 10 % серной и 15 % уксусной кислот. Получены временные зависимости степени экстракции целлюлозы из рисовой шелухи. Выделены два временных участка протекания процесса. Показано, что экстракция целлюлозы из рисовой шелухи подчиняется псевдо первому порядку реакции. Рассчитаны константы скорости и энергии активации процесса экстракции для двух временных участков процесса. Энергия активации экстракции в первом периоде составляет 10,75 кДж/моль, во втором периоде  значение энергии активации составляет 26,10 кДж/моль. Установлено, что увеличение температуры экстракции от 20 до 100 °С приводит к повышению эффективности процесса в два раза. Показано, что карбид кремния, синтезированный из рисовой шелухи после ее экстракционной обработки, представляет собой чистый кристаллический материал с размером частиц от 1 до 20 микрометровСиліцій карбід характеризується широким спектром корисних електрофізичних, антикорозійних і міцностних властивостей. В якості сировини для синтезу силіцій карбіду великі перспективи мають відходи рисового виробництва, до складу яких входять сполуки кремнію і карбонвмісних органічних речовин. Дешевизна і доступність такої сировини обумовлюють необхідність розробки технологій отримання з нього силіцій карбіду. Важливим напрямком в технології синтезу силіцій карбіду є отримання продукту високої чистоти. Для видалення домішок з рисового лушпиння необхідне проведення її попередньої екстракційної обробки. Встановлено, що екстракційна обробка рисового лушпиння кислотним розчином забезпечує очистку сировини від сполук металів і надлишкової кількості карбонвмісних компонентів. Для видалення домішок сполук металів і надлишкової кількості карбонвмісних сполук з рисового лушпиння запропонована екстракція водним розчином суміші 10 % сірчаної та 15 % оцтової кислот. Отримано часові залежності ступеня екстракції целюлози з рисового лушпиння. Виділено два часові періоди протікання процесу. Показано, що екстракція целюлози з рисового лушпиння підпорядковується псевдо першому порядку реакції. Розраховані константи швидкості та енергії активації процесу екстракції для двох часових періодів процесу. Енергія активації екстракції в першому періоді становить 10,75 кДж/моль, в другому періоді значення енергії активації становить 26,10 кДж/моль. Встановлено, що збільшення температури екстракції від 20 до 100 °С призводить до підвищення ефективності процесу в два рази. Показано, що силіцій карбід, синтезований з рисового лушпиння після її екстракційної обробки, є чистим кристалічним матеріалом з розміром частинок від 1 до 20 мікрометрі

Розробка нового суспензійного електроліту на основі метансульфонової кислоти для електроосадження композитів Cu–TiO2

Electrodeposition of composite coatings based on copper is a promising direction in the creation of advanced materials for multifunctional purposes. An important area of composites application is to use them in the treatment systems for gas emissions and wastewater. It is advisable to use semiconductor oxide materials, in particular titanium dioxide, as the photocatalysts in the photo destruction of organic pollutants of wastewater. The structural features of wastewater treatment equipment require that titanium dioxide particles should be fixed in a rigid matrix. Resolving the task of fixing photosensitive elements at the surface of a certain configuration implies the electrodeposition of coatings by composites, in particular Cu–TiO2. An important factor affecting the functional characteristics of composites and their manufacturing technology is the nature of the electrolyte. It has been shown that the electrodeposition of Cu–TiO2 composites from methane-sulfonate electrolytes makes it possible to reduce the coagulation of the dispersed phase and to obtain coatings with a high content of titanium dioxide from a suspension solution containing no more than 4 g/l of TiO2. It was established that the content of the dispersed phase in the composite made at a current density of 2 A/dm2 and the concentration of titanium dioxide in the electrolyte at the level of 4 g/l is 1.3 % by weight, which is twice as much as when using a sulfate electrolyte. It has been shown that the increase in the content of the dispersed phase in the coatings from 0.1 to 1.3 % by weight is accompanied by an increase in the degree of photo destruction of the colorant from 6 to 15.5 %. The micro-hardness of coatings increases, in this case, by 30 %. The proposed electrolyte to make the Cu–TiO2 composites is an important contribution to the development of the synthesis of wear-resistant high-performance photocatalysts for treating wastewater from organic pollutantsЭлектроосаждение композиционных покрытий на основе меди является перспективным направлением создания новейших материалов полифункционального назначения. Важным направлением применения композитов является использование их в системах очистки газовых выбросов и сточных вод. В качестве фотокатализаторов фотодеструкции органических загрязнителей сточных вод целесообразно использовать полупроводниковые оксидные материалы, в частности титан диоксид. Конструкционные особенности оборудования для очистки сточных вод предполагают фиксацию частиц титан диоксида в жесткой матрице. Решением задачи по фиксации фоточувствительных элементов на поверхности определенной конфигурации является электроосаждение покрытий композитами, в частности Cu–TiO2. Важным фактором, влияющим на функциональные характеристики композитов и технологическое оформление их получения, является природа электролита. Показано, что электроосаждение композитов Cu–TiO2 из метансульфонатных электролитов позволяет уменьшить коагуляцию дисперсной фазы и получить покрытия с высоким содержанием титан диоксида из суспензионного раствора, содержащего не более 4 г/л TiO2. Установлено, что содержание дисперсной фазы в композите, полученном при плотности тока 2 А/дм2 и концентрации титан диоксида в электролите на уровне 4 г/л, составляет 1,3 мас. %, что вдвое больше чем при использовании сульфатного электролита. Показано, что увеличение содержания дисперсной фазы в покрытиях с 0,1 до 1,3 мас. % сопровождается ростом степени фотодеструкции с 6 до 15,5 %. Микротвердить покрытий возрастает при этом на 30%. Разработанный электролит для получения композитов Cu–TiO2 является важным вкладом в развитие синтеза износостойких высокоэффективных фотокатализаторов для очистки сточных вод от органических загрязнителейЕлектроосадження композиційних покривів на основі міді є перспективним напрямком створення новітніх матеріалів поліфункціонального призначення. Важливим напрямком застосування композитів є використання їх у системах очистки газових викидів та стічних вод. В якості фотокаталізаторів фотодеструкції органічних забруднювачів стічних вод доцільно використовувати напівпровідникові оксидні матеріали, зокрема титан діоксид. Конструкційні особливості обладнання для очищення стічних вод потребують фіксації частинок титан діоксиду в жорсткій матриці. Вирішенням задачі з фіксації фоточутливих елементів на поверхні певної конфігурації є електроосадження покривів композитами, зокрема Cu–TiO2. Важливим фактором, що впливає на функціональні характеристики композитів і технологічне оформлення їх одержання є природа електроліту. Показано, що електроосадження композитів Cu–TiO2 із метансульфонатних електролітів дозволяє зменшити коагуляцію дисперсної фази і одержати покриви з високим вмістом титан діоксиду із суспензійного розчину, що містить не більше 4 г/л TiO2. Встановлено, що вміст дисперсної фази в композиті, одержаному при густині струму 2 А/дм2 і концентрації титан діоксиду в електроліті на рівні 4 г/л, становить 1,3 мас.%, що вдвічі більше ніж при використанні сульфатного електроліту. Показано, що збільшення вмісту дисперсної фази в покривах з 0,1 до 1,3 мас.% супроводжується зростанням ступеню фотодеструкції барвника з 6 до 15,5 відсотків. Мікротвердість покривів зростає при цьому на 30 %. Розроблений електроліт для одержання композитів Cu–TiO2 є важливим внеском у розвиток синтезу зносостійких високоефективних фотокаталізаторів для очистки стічних вод від органічних забруднювачі

Дослідження кінетики екстракційної обробки рисового лушпиння при одержанні силіцій карбіду

Silicon carbide is characterized by a wide range of beneficial electrophysical, anti-corrosion, and strength properties. A promising raw material for the synthesis of silicon carbide is the waste of rice production, which includes compounds of silicon and carbon-containing organic substances. The cheapness and availability of such raw materials necessitate the development of technologies to obtain silicon carbide from it. An important direction in silicon carbide synthesis technology is to obtain a high purity product. To remove impurities from rice husks, it is necessary to carry out its pre-extraction treatment. It has been established that the extraction treatment of rice husks with acid solution makes it possible to clean the raw materials from metal compounds and the excess amount of carbon-containing components. To remove impurities of metal compounds and the excess amount of carbon-containing compounds from rice husks, it has been proposed to perform the extraction with an aqueous solution of the mixture of 10 % sulfur and 15 % acetic acids. We have derived the time dependences of the degree of extraction of cellulose from rice husks. Two temporal sections of the process have been identified. It is shown that the extraction of cellulose from rice husks obeys a pseudo first-order reaction. We have calculated the constants of speed and activation energy in the course of extraction for the two time sections of the process. The activation energy of extraction over a first period is 10.75 kJ/mol; over a second period, the activation energy value is 26.10 kJ/mol. It has been established that an increase in the extraction temperature from 20 to 100 °C leads to a two-fold improvement in the process efficiency. It is shown that silicon carbide, synthesized from rice husk after its extraction treatment, is a pure crystalline material whose particles’ size is from 1 to 20 micrometersКарбид кремния характеризуется широким спектром полезных электрофизических, антикоррозионных и прочностных свойств. В качестве сырья для синтеза карбида кремния большие перспективы имеют отходы рисового производства, в состав которых входят соединения кремния и углеродсодержащих органических веществ. Дешевизна и доступность такого сырья обусловливают необходимость разработки технологий получения из него карбида кремния. Важным направлением в технологии синтеза карбида кремния является получение продукта высокой чистоты. Для удаления примесей из рисовой шелухи необходимо проведение ее предварительной экстракционной обработки. Установлено, что экстракционная обработка рисовой шелухи кислотным раствором обеспечивает очистку сырья от соединенийметаллов и избыточного количества углеродсодержащих компонентов. Для удаления примесей соединений металлов и избыточного количества углеродсодержащих соединений из рисовой шелухи предложена экстракция водным раствором смеси 10 % серной и 15 % уксусной кислот. Получены временные зависимости степени экстракции целлюлозы из рисовой шелухи. Выделены два временных участка протекания процесса. Показано, что экстракция целлюлозы из рисовой шелухи подчиняется псевдо первому порядку реакции. Рассчитаны константы скорости и энергии активации процесса экстракции для двух временных участков процесса. Энергия активации экстракции в первом периоде составляет 10,75 кДж/моль, во втором периоде  значение энергии активации составляет 26,10 кДж/моль. Установлено, что увеличение температуры экстракции от 20 до 100 °С приводит к повышению эффективности процесса в два раза. Показано, что карбид кремния, синтезированный из рисовой шелухи после ее экстракционной обработки, представляет собой чистый кристаллический материал с размером частиц от 1 до 20 микрометровСиліцій карбід характеризується широким спектром корисних електрофізичних, антикорозійних і міцностних властивостей. В якості сировини для синтезу силіцій карбіду великі перспективи мають відходи рисового виробництва, до складу яких входять сполуки кремнію і карбонвмісних органічних речовин. Дешевизна і доступність такої сировини обумовлюють необхідність розробки технологій отримання з нього силіцій карбіду. Важливим напрямком в технології синтезу силіцій карбіду є отримання продукту високої чистоти. Для видалення домішок з рисового лушпиння необхідне проведення її попередньої екстракційної обробки. Встановлено, що екстракційна обробка рисового лушпиння кислотним розчином забезпечує очистку сировини від сполук металів і надлишкової кількості карбонвмісних компонентів. Для видалення домішок сполук металів і надлишкової кількості карбонвмісних сполук з рисового лушпиння запропонована екстракція водним розчином суміші 10 % сірчаної та 15 % оцтової кислот. Отримано часові залежності ступеня екстракції целюлози з рисового лушпиння. Виділено два часові періоди протікання процесу. Показано, що екстракція целюлози з рисового лушпиння підпорядковується псевдо першому порядку реакції. Розраховані константи швидкості та енергії активації процесу екстракції для двох часових періодів процесу. Енергія активації екстракції в першому періоді становить 10,75 кДж/моль, в другому періоді значення енергії активації становить 26,10 кДж/моль. Встановлено, що збільшення температури екстракції від 20 до 100 °С призводить до підвищення ефективності процесу в два рази. Показано, що силіцій карбід, синтезований з рисового лушпиння після її екстракційної обробки, є чистим кристалічним матеріалом з розміром частинок від 1 до 20 мікрометрі

ДОСЛІДЖЕННЯ КІНЕТИКИ ТЕРМІЧНОГО РОЗКЛАДАННЯ РИСОВОГО ЛУШПИННЯ ПІСЛЯ ВИДАЛЕННЯ ЛІГНІНУ

The study addresses the problem of using recycled materials for the production of a wide range of diverse products; in this context, the paper investigates the extractin of amorphous silicon (IV) dioxide from rice waste, i.e. rice husk, which differs in its chemical composition from all other cereal crops by a high content of silicon dioxide. Amorphous silicon (IV) oxide is widely used in electronics, medicine, food industry, cosmetology, paintwork materials manufacturing, and other industries. Amorphous silicon(IV) oxide has to meet various requirements, the main ones being amorphous structure, degree of purification, and particle size. A derivatographic method of analysis is used to study the non-isothermal kinetics of rice husk residue thermal decomposition. According to the results of derivatographic, chemical, and phase analyzes, a method for amorphous silicon (IV) oxide extraction by thermal decomposition of rice husk after the lignin removal has been proposed. The values of relative activation energies and the pre-exponential factors of the reactions have been calculated. A mathematical model characterized by a system consisting of three first order differential equations and four algebraic equations has been designed. Through the use of the proposed model, the time response characteristics of the process have been studied.В рамках решения проблемы использования вторичного сырья для производства широкого спектра разнообразных продуктов, рассматривается выделение аморфного диоксида кремния из отходов рисового производства – рисовой шелухи, которая отличается по своему химическому составу от всех других злаковых культур большим содержанием диоксида кремния. Аморфный диоксид кремния имеет широкий спектр применения в электронике, медицине, пищевой промышленности, косметологии, при производстве лаков и красок, а также в других отраслях промышленности. К аморфному диоксиду кремния предъявляются различные требования, но основными являются аморфная структура, степень очистки и размер частиц. Для изучения неизотермической кинетики термического разложения остатка рисовой шелухи применяли дериватографический метод анализа. По результатам дериватографического, химического и фазового анализов предложен механизм процесса выделения аморфного диоксида кремния путем термического разложения рисовой шелухи после удаления лигнина. Рассчитаны значения условных энергий активации и предэкспоненциальных множителей реакций. Построена математическая модель, которая описывается системой, состоящей из трех дифференциальных уравнений первого порядка и четырех алгебраических. С ее помощью изучены временные характеристики процесса.У рамках вирішення проблеми використання вторинної сировини для виробництва широкого спектру різноманітних продуктів, розглядається виділення аморфного силіцій (IV) оксиду з відходів рисового виробництва – рисового лушпиння, яка відрізняється за своїм хімічним складом від усіх інших злакових культур великим вмістом діоксиду кремнію. Аморфний силіцій (IV) оксид має широкий спектр застосування в електроніці, медицині, харчовій промисловості, косметології, при виробництві лаків і фарб, а також в інших галузях промисловості. До аморфному діоксиду кремнію пред'являються різні вимоги, але основними є аморфна структура, ступінь очищення та розмір частинок. Для вивчення неізотермічної кінетики термічного розкладання залишку рисового лушпиння застосовували дериватографічний метод аналізу. За результатами дериватографічного, хімічного і фазового аналізів запропоновано механізм процесу виділення аморфного силіцій (IV) оксиду шляхом термічного розкладання рисового лушпиння після видалення лігніну. Розраховані значення умовних енергій активації і предекспоненціальних множників реакцій. Побудовано математичну модель, яка описується системою, що складається з трьох диференціальних рівнянь першого порядку і чотирьох алгебраїчних. З її допомогою вивчені тимчасові характеристики процесу

Development of A New Suspension Electrolyte Based on Methane-sulphonic Acid for the Electrodeposition of Cu–TiO2 Composites

Electrodeposition of composite coatings based on copper is a promising direction in the creation of advanced materials for multifunctional purposes. An important area of composites application is to use them in the treatment systems for gas emissions and wastewater. It is advisable to use semiconductor oxide materials, in particular titanium dioxide, as the photocatalysts in the photo destruction of organic pollutants of wastewater. The structural features of wastewater treatment equipment require that titanium dioxide particles should be fixed in a rigid matrix. Resolving the task of fixing photosensitive elements at the surface of a certain configuration implies the electrodeposition of coatings by composites, in particular Cu–TiO2. An important factor affecting the functional characteristics of composites and their manufacturing technology is the nature of the electrolyte. It has been shown that the electrodeposition of Cu–TiO2 composites from methane-sulfonate electrolytes makes it possible to reduce the coagulation of the dispersed phase and to obtain coatings with a high content of titanium dioxide from a suspension solution containing no more than 4 g/l of TiO2. It was established that the content of the dispersed phase in the composite made at a current density of 2 A/dm2 and the concentration of titanium dioxide in the electrolyte at the level of 4 g/l is 1.3 % by weight, which is twice as much as when using a sulfate electrolyte. It has been shown that the increase in the content of the dispersed phase in the coatings from 0.1 to 1.3 % by weight is accompanied by an increase in the degree of photo destruction of the colorant from 6 to 15.5 %. The micro-hardness of coatings increases, in this case, by 30 %. The proposed electrolyte to make the Cu–TiO2 composites is an important contribution to the development of the synthesis of wear-resistant high-performance photocatalysts for treating wastewater from organic pollutant

ЕЛЕКТРООСАДЖЕННЯ МІДІ ІЗ МЕТАНСУЛЬФОНАТНОГО ЕЛЕКТРОЛІТУ

The dependences of the electrical conductivity of the methanesulfonate copper plating electrolyte on the concentrations of acid and copper methanesulfonate have been established. It has been shown that an electrolyte with a composition of 0.6 M Cu (CH3SO3)2 + 0.6 M CH3SO3Н is characterized by maximum copper ion concentration and high electrical conductivity.  The study of the morphology of the copper coatings obtained in different hydrodynamic modes showed that smooth fine-grained deposits, well adhered to the base can be obtained from  stirred methanesulfonate electrolyte in a range of current densities of 1 to 7 A/dm2. High-quality deposits from a quiescent electrolyte are obtained at current densities below 3 A/dm2.X-ray analysis of copper coatings deposited from a methanesulfonate electrolyte showed that their structure corresponds to a face-centred cubic lattice. The deposit crystallite sizes decrease with increasing the current density. The dependence of the dislocation density on the current density is antibate. Stirring of the electrolyte mitigates the impact of current density on the parameters of the structure of coating , which changes are significantly reduced. It has been shown that stirring the electrolyte affects the structurally dependent properties of the copper coatings, such as internal stress and micro hardness. Along with the diminishing crystallite sizes, an increase in the internal stress and micro hardness of the coatings is observed. Stirring, along with the expansion of the range of coating current densities can reduce the internal stress of the ones. This is an important factor for obtaining thick layers of copper.Установлены зависимости электропроводности метансульфонатного электролита меднения от концентрации кислоты и метансульфоната меди. Показано, что электролит максимально концентрированный по ионам меди, характеризующийся высокой электропроводностью, соответствует составу 0.6 М Cu(СН3SO3)2 + 0.6 M СН3SO3Н. Исследование морфологии медных покрытий, полученных в разных гидродинамических режимах, показало, что при перемешивании метансульфонатного электролита можно получить гладкие мелкокристаллические осадки, хорошо сцепленные с основой в диапазоне плотностей тока 1–7 А/дм2. Качественные осадки из покоящегося электролита получаются при плотности тока ниже 3 А/дм2. Рентгеновский анализ медных покрытий, осажденных из метансульфонатного электролита, показал, что их структура соответствует гранецентрированной кубической решетке. Размер кристаллитов осадков снижается  при увеличении плотности тока. Зависимость плотности дислокаций от плотности тока антибатная. Перемешивание электролита сглаживает влияние плотности тока на параметры структуры покрытий, изменения которых значительно уменьшаются. Показано, что перемешивание электролита влияет на структурно-зависимые свойства медных покрытий внутренние напряжения и микротвердость. Вместе с измельчением кристаллитов происходит повышение внутренних напряжений и микротвердости покрытий. Использование перемешивания, наряду с расширением диапазона плотностей тока осаждения покрытий, позволяет снизить их внутренние напряжения. Это важный фактор при получении толстых слоев меди.Встановлено залежності електропровідності метансульфонатного електроліту міднення від концентрації кислоти і метансульфонату міді. Показано, що електроліт з максимальною концентрацією іонів міді, який характеризується високою електропровідністю, відповідає складу 0,6 М Cu(СН3SO3)2 + 0,6 M СН3SO3Н. Дослідження морфології мідних покривів, які було осаджено в різних гідродинамічних режимах, показало, що при перемішуванні метансульфонатного електроліту можна отримати гладенькі, дрібнокристалічні осади добре зчеплені з основою в діапазоні густин струму 1–7 А/дм2. Без перемішування якісні осади отримано при густині струму нижче 3 А/дм2. Рентгенівський аналіз мідних покривів, осаджених із метансульфонатного електроліту, показав, що їх структура відповідає гранецентрованій кубічній гратці. Розмір кристалітів осадів зменшується при збільшенні густини струму. Залежність густини дислокацій від густини струму антибатна. Перемішування електроліту згладжує вплив густини струму на параметри структури покривів, зміни яких значно зменшуються. Показано, що перемішування електроліту впливає на структурно-залежні властивості мідних покривів, такі як внутрішні напруження і мікротвердість. Разом з подрібненням кристалітів відбувається підвищення внутрішніх напружень і мікротвердості покривів. Використання перемішування, поряд з розширенням діапазону густин струму осадження покривів, дозволяє знизити їх внутрішні напруження. Це важливий фактор при отриманні товстих шарів міді

Studying the Kinetics of Extraction Treatment of Rice Husk When Obtaining Silicon Carbide

Silicon carbide is characterized by a wide range of beneficial electrophysical, anti-corrosion, and strength properties. A promising raw material for the synthesis of silicon carbide is the waste of rice production, which includes compounds of silicon and carbon-containing organic substances. The cheapness and availability of such raw materials necessitate the development of technologies to obtain silicon carbide from it. An important direction in silicon carbide synthesis technology is to obtain a high purity product. To remove impurities from rice husks, it is necessary to carry out its pre-extraction treatment. It has been established that the extraction treatment of rice husks with acid solution makes it possible to clean the raw materials from metal compounds and the excess amount of carbon-containing components. To remove impurities of metal compounds and the excess amount of carbon-containing compounds from rice husks, it has been proposed to perform the extraction with an aqueous solution of the mixture of 10 % sulfur and 15 % acetic acids. We have derived the time dependences of the degree of extraction of cellulose from rice husks. Two temporal sections of the process have been identified. It is shown that the extraction of cellulose from rice husks obeys a pseudo first-order reaction. We have calculated the constants of speed and activation energy in the course of extraction for the two time sections of the process. The activation energy of extraction over a first period is 10.75 kJ/mol; over a second period, the activation energy value is 26.10 kJ/mol. It has been established that an increase in the extraction temperature from 20 to 100 °C leads to a two-fold improvement in the process efficiency. It is shown that silicon carbide, synthesized from rice husk after its extraction treatment, is a pure crystalline material whose particles' size is from 1 to 20 micrometer