Лаборатория химии кремнезема в современных гидротермальных процессах
Сотрудники
- Потапов Вадим Владимирович, зав.лаб., д.т.н., проф.
- Шунина Елена Владимировна, н.с.
- Шалаев Кирилл Сергеевич, м.н.с.
- Горев Денис Сергеевич, м.н.с.
- Зубаха Светлана Владимировна, вед.инж.
Основные направления исследований
- Наночастицы кремнезема в гидротермальных растворах.
- Извлечение кремнезема из гидротермальных растворов осадителями.
- Получение концентрированных водных золей кремнезема гидротермальных растворов.
- Получение нанопорошков кремнезема из гидротермальных растворов.
- Физико-химические характеристики кремнеземсодержащего материала, извлеченного из гидротермальных растворов.
- Разработка методов использования нанодисперсного кремнезема.
Связи лаборатории с научно-исследовательскими организациями:
- Институт физической химии и электрохимии им. А.Н. Фрумкина.
- Химический факультет Московского государственного университета им. М.В. Ломоносова.
- Российский химико-технологический университет им. Д.И. Менделеева.
- Московский государственный университет инженерной экологии (МИХМ).
- Белгородский государственный технологический университет.
- Дальневосточный федеральный университет.
Гранты РФФИ:
- 02-03-32185, 03-03-06194 “Исследование механизма коагуляции коллоидного кремнезема в гидротермальном растворе”.
- 05-03-32779-а “Исследование механизма образования и гетерокоагуляции нанодисперсных частиц кремнезема в гидротермальном растворе”.
- 09-03-00919-а “Взаимосвязь способов получения кремнезема с оптическими свойствами его наночастиц”.
Монографии:
- Потапов В.В. Коллоидный кремнезем в высокотемпературном гидротермальном растворе Владивосток: Дальнаука, 2003, 216 с.
- Потапов В.В., Зеленков В.Н., Кашпура В.Н., Горбач В.А., Мурадов СВ. Получение материалов на основе нанодисперсного кремнезема гидротермальных растворов-М.:РАЕН, 2010 - 296 с.
- Потапов В.В., Зеленков В.Н., Горбач В.А., Кашпура В.Н., Мин Г.М. Извлечение коллоидного кремнезема из гидротеральных растворов мембранными методами. —М.: РАЕН, 2006. —228 с.
- Потапов В.В., Швецов В.А., Булатов С.Н., Горбач В.А Очистка высокотемпературного гидротермального теплоносителя от соединений кремния. Петропавловск-Камчатский: изд-во КамчатГТУ, 2004, 141 с.
- Потапов В.В., Близнюков М.А., Смывалов С.А., Горбач В.А. Процессы тепломассопереноса при комплексном использовании геотермальных ресурсов. Петропавловск-Камчатский: изд-во КамчатГТУ, 2004, 136 с.
- Публикации в журналах: Физическая химия, Физика и химия стекла, Теоретические основы химической технологии, Химическая технология, Теплоэнергетика, Наноиндустрия.
Патенты:
- Способ электрохимической обработки гидротермального теплоносителя. Патент РФ, № 2185334, приоритет от 12.05.2000 г.
- Способ извлечения аморфного кремнезема из гидротермального теплоносителя. Патент РФ, № 2186024, приоритет от 25.12.2000 г.
- Способ использования геотермального кремнезема для изготовления натриевого жидкого стекла. Патент РФ, № 2186025, приоритет от 25.12.2000 г.
- Способ осаждения кремнезема из гидротермального теплоносителя с одновременным добавлением извести и морской воды. Патент РФ, № 2219127, приоритет- 06.03.2002 г.
- Способ использования кремнезема, осажденного из гидротермального раствора, для повышения прочности бетона. Патент РФ, № 2243951, приоритет- 06.06.2003 г.
- Способ осаждения кремнезема из гидротермального теплоносителя с получением силикатов металлов. Патент РФ № 2259318, приоритет- 08.08.2003 г.
- Способ использования кремнезема, осажденного из гидротермального теплоносителя, как сорбента для газовой хроматографии. Патент РФ № 2259558, приоритет- 19.01.2004 г.
- Способ извлечения коллоидного кремнезема из гидротермального теплоносителя с получением кремнеземсодержащего материала с пониженной концентрацией примесей. Патент РФ № 2296103, приоритет- 01.09.2005 г.
- Способ использования гидротермального теплоносителя. Патент РФ № 2309119, приоритет- 02.12.2005 г.
Выполнены экспериментальные исследования кинетики поликонденсации ортокремниевой кислоты в гидротермальных растворах с образованием нанодисперсного коллоидного кремнезема. Изучено влияние различных физико-химических факторов на кинетику поликонденсации: температуры, pH, ионной силы. Математической обработкой экспериментальных данных получены уравнения, аппроксимирующие зависимость константы скорости от этих факторов. Методом фотонной корреляционной спектроскопии исследовано распределение радиусов коллоидных частиц, образующихся в гидротермальных растворах, найдены средние радиусы и коэффициенты диффузии частиц. Установлено, что в гидротермальных растворах реализуется рэлеевский режим рассеяния света, при котором основная доля частиц имеет размеры более чем в 20 раз меньшие, чем длина волны He-Ne лазерного света. С использование спектров оптического поглощения исследовано взаимодействие поверхности частиц кремнезема и наночастиц металлов: Fe, Cu, Pd, Ag и др.