Лаборатория электрохимии

Заведующий лабораторией: д.х.н., проф., Василий Леонтьевич Корниенко

Тел.: (391) 249-55-88
Факс: (391) 212-47-20
E-mail: kvl@icct.ru

Лаборатория электрохимии организована в 1987 году на базе группы электросинтеза на правах лаборатории при финансовой поддержке ГКНТ СССР.

Состав лаборатории:

Научных сотрудников -6
Докторов наук -1
Кандидатов наук – 4

Основные направления работ:

1. Создание научных основ высокоэффективных технологий электролитического производства растворов пероксида водорода из кислорода в растворах с различным рН.
2. Создание научных основ высокоэффективных технологий непрямого электрокаталитического окисления органических и неорганических субстратов химически связанными активными формами кислорода, in situ генерированными из О₂, Н₂О и Н₂О₂.
3. Теория пористых гидрофобизированных электродов и их практическое использование в процессах прямого и непрямого электросинтеза, и в топливных элементах гибридного типа.

Основные результаты:

Разработаны высокоэффективные углеграфитовые газодиффузионные электроды для электролитического восстановления кислорода до пероксида водорода в растворах с различным рН.
Созданы научные основы высокоэффективных электрохимических технологий производства растворов пероксида водорода катодным восстановлением кислорода в газодиффузионных углеграфитовых электродах в растворах с различным рН.
Установлены основные закономерности работы пористых гидрофобизированных электродов в процессах прямого и непрямого электросинтеза органических и неорганических веществ.
Исследована эффективность деструктивного окисления метилмеркаптанов, диметилсульфидов, диметилдисульфидов, метанола и скипидара высокореакционными интермедиатами каталитического разложения пероксида водорода в пробах подскипидарной воды Братского лесопромышленного комплекса при расличных рН. Установлено, что окисление метилмеркаптанов в кислой среде (рН=2-3) в присутствии катализатора сульфата железа (II) ( реактив Фентона) протекает с эффективностью – 98,5%, в щелочной (рН= 8-9) - 95,1%. Образующиеся высокореакционные радикалы НО при температуре 50°С деструктивно окисляют серусодержащие субстраты с переводом сульфид-иона в сульфат-ион, метильные группы окисляются с минерализацией до СО₂ и Н₂О. Метанол и скипидар минерализуются с эффективностью более 90%.
Исследовано непрямое деструктивное окисление формальдегида, малеиновой кислоты, бензола, фенола, N-метил-n- аминофенола активными формами кислорода, in situ генерированными из О₂, Н₂О и Н₂О₂ в водных растворах с различным рН с использованием различных схем электролиза с анодами из платины, диоксида свинца и ОРТА. Установлено, что непрямое окисление активными формами кислорода позволяет минерализовать до СО₂ и Н₂О вышеперечисленные соединения или перевести в простые моно – и дикарбоновые кислоты, которые могут быть утилизированы микроорганизмами в ходе дальнейшей биологической очистки.
Исследована работа кислородного газодиффузионного электрода в топливном элементе гибридного типа. Установлено, что изменение поляризации не зависит от её первоначальной величины, а зависит от концентрации целевого продукта и отношения токов обмена побочной и целевой реакций. Отношение выработанной электроэнергии к количеству наработанного продукта зависит от его концентрации, поляризации электрода и отношения токов обмена побочной и целевой реакций.
Изучено непрямое электрохимическое окисление алифатических спиртов (бутилового, гексилового, нонилового, децилового) до соответствующих карбоновых кислот активными формами кислорода (АФК) в водном электролите, in situ генерированными в электрохимических ячейках из О₂, Н₂О₂, Н₂О, с использованием анодов из диоксида свинца, оксидно-никелевого электрода и допированного бором алмазного электрода (ДБАЭ).
Установлено, что селективность использования тока при получении карбоновой кислоты зависит от химической природы материала анода и строения исходного спирта.
Установлено, что парные электросинтезы с одновременной генерацией in situ АФК на катоде и аноде протекают более селективно с выходом по току более 100% с образованием соответствующих карбоновых кислот.

Научные контакты:

Институт физической химии и электрохимии им. А.Н. Фрумкина РАН, г. Москва;
Институт органической химии им. Н.Д. Зелинского РАН, г. Москва;
Институт проблем химической физики РАН, г. Черноголовка;
Московский государственный университет им. М.В Ломоносова, г. Москва;
Институт химии ДВО РАН, г. Владивосток;
Львовский национальный университет им. Ивана Франко, г. Львов, Украина;
Южно-Российский государственный технический университет, г. Новочеркасск;
Институт органической и физической химии им. А.Е. Арбузова КазНЦ РАН, г. Казань;
Астраханский государственный технический университет, г. Астрахань;
Тамбовский государственный технический университет, г. Тамбов;
Казанский государственный университет, г. Казань;
Российский химико-технологический университет им. Д.И. Менделеева, г. Москва;
Государственный научно–исследовательский институт органической химии и химической технологии, г. Москва;
Институт органического синтеза и углехимии Республики Казахстан, г. Караганда;
Институт физической химии им. Л.В. Писаржевского НАН Украины, г. Киев;
Институт физики Чешской Академии Наук, г. Прага.

Основные публикации:

1. Г.А. Колягин, В.Л. Корниенко. Влияние тетраалкиламмониевых солей и плотности тока на электросинтез пероксида водорода из кислорода в газодиффузионном электроде в кислых растворах // ЖПХ. 2006. т.79, №5. с. 757-761.
2. Г.В. Корниенко, Н.В. Чаенко, В.Л. Корниенко. Непрямое электрохимическое окисление фенола пероксидом водорода, генерированным in situ из кислорода в газодиффузионном электроде в кислой и нейтральной средах // Химия в интересах устойчивого развития. 2006. 14. с. 23-26.
3. Г.В. Корниенко, Н.В. Чаенко, В.Л. Корниенко, Н.Г. Максимов. Обезвреживание N – метил- n-аминофенола путем непрямого электрохимического окисления активными формами кислорода при различных рН // Химия в интересах устойчивого развития. 2007.15. с.441-445.
4. Н.В. Чаенко, Г.В. Корниенко, Н.Г. Максимов, В.Л. Корниенко. Электрохимическая окислительная деструкция бензола интермедиатами // Химия в интересах устойчивого развития. 2007.15. с 695-999.
5. Г.А. Колягин, В.Л. Корниенко. Ёмкость двойного слоя газодиффузионных электродов из сажи и расширенных природных графитов и оценка площади поверхности, смоченной электролитом // ЖПХ. 2007.т. 80, № 8. с. 1302-1306.
6. В.Л. Корниенко, Н.В. Чаенко, Г.В. Корниенко. Непрямое электрохимическое деструктивное окисление ароматических соединений активными формами кислорода// Электрохимия. 2007. т.43, № 11. с. 1311-1316.
7. Ю.В. Салтыков, В.Л. Корниенко. Влияние структурных характеристик пористых гидрофобизированных электродов на селективность процессов электролиза органических веществ // Электрохимия. 2008. т. 44, № 2. с. 259-262.
8. Г.А. Колягин, В.Л. Корниенко. Электрохимическое восстановление кислорода в газодиффузионных электродах на основе расширенных графитов // ЖПХ. 2008. т. 81, № 3. с. 437-441.
9. Г.А. Колягин, И.С. Васильева, В.Л. Корниенко. Влияние состава газодиффузионных сажевых электродов на электросинтез пероксида водорода из кислорода воздуха // ЖПХ. 2008, т. 81, № 6. с. 944-948.
10. Г.В. Корниенко, Н.В. Чаенко, В.Л. Корниенко. Непрямое электрохимическое окисление N – метил- n-аминофенола активными формами кислорода, in situ генерированными из О2, Н2О и Н2О2 // ЖПХ. 2008. т.81, № 8. с.1285-1289.
11. В.Л. Корниенко, Н.В. Чаенко, Г.В. Корниенко. Непрямое электрохимическое окисление органических веществ активными формами кислорода. Электрохимия органических соединений в начале XXI века. Под ред. В.П. Гультяя, А.Г. Кривенко, А.П. Томилова. М.: Компания Спутник+, 2008. с. 147-177.
12. В.К. Совмен, В.Н. Гуськов, С.В. Дроздов, Т.А. Кенова, В.Л. Корниенко. Электрохимический метод регенерации цианидов из кислых тиоцианатных растворов // Химия в интересах устойчивого развития. 2009.17. с 75-79.
13. Колягин Г.А., Корниенко В.Л. Оценка поляризационных составляющих процесса восстановления кислорода на расширенных природных графитах и ацетиленовой саже в кислых и щелочных электролитах. Электрохимия. 2009. Т. 45. №8. С. 993- 997.
14. Колягин Г.А., Корниенко В.Л. Электровосстановление кислорода до пероксида в газодиффузионных электродах в кислых электролитах Сибирского федерального университета. Серия «Химия». 2009. Т.2. №1. С. 33-41.
15. Корниенко Г.В., Чаенко Н.В., Максимов Н.Г., Корниенко В.Л. Деструкция b-нафтола активными формами кислорода, генерированными в электрохимических ячейках. ЖПХ. 2009. Т. 82. № 6. С. 961-964.
16. Чаенко Н.В., Корниенко В.Л., Корниенко Г.В. Редокс-медиаторное окисление алифатических спиртов до карбоновых кислот на гидрофобизированных оксидно-никелевых и оксидно-кобальтовых электродах. Журнал Сибирского федерального университета. Серия «Химия». 2009. Т. 2. №.1. С.64-70.
17. Кенова Т.А., Корниенко В.Л., Дроздов С.В. Влияние Н2О2 на эффективность электрохимического окисления тиоцианатов в растворах цианирования золотосодержащих руд и концентратов. // ЖПХ. 2010. Т. 83. № 9 С. 1489-1492.
18. Колягин Г.А., Васильева И.С., Корниенко В.Л. Образование надкислот из соответствующих органических кислот при электровосстановлении кислорода в газодиффузионном электроде. // Электрохимия. 2010. Т. 46. №8. С. 1018-1020.
19. Корниенко Г.В., Чаенко Н.В., Васильева И.С., Колягин Г.А., Корниенко В.Л. Влияние толщины и пористости газодиффузионных воздушных сажевых электродов на эффективность электросинтеза пероксида водорода из кислорода воздуха. // ЖПХ 2010. № 2. С. 255-258.
20. Н.В. Чаенко, Г.В. Корниенко, В.Л. Корниенко. Электрохимическая минерализация b-нафтола in situ активными формами кислорода // Химия в интересах устойчивого развития. 2010. Т.18. С.171-176.