30.01.2019 года в 12-00 ч. в Малом актовом зале НАН РК (3-й этаж) состоялось торжественное вручение дипломов и медалей авторам научного открытия в области химии «Явление постэлектролизного химического растворения титана в водных кислых растворах».
Авторами (М.Журинов – президент НАН РК, руководитель; академик НАН РК А.Баешов; проф. А.Баешова; доцент Г.Изтлеуов) установлено неизвестное ранее явление постэлектролизного химического растворения титана в водных растворах, заключающееся в том, что при предварительной поляризации металла нестационарными токами (катодно импульсными, промышленным переменными), происходит удаление оксидной пленки на поверхности титана, приводящее к смещению величины электродного потенциала титана и его химическому растворению в водных кислых растворах (сернокислых, солянокислых). Открытие относится к области электрохимии металлов.
Приоритет открытия начинается с 2000 г. – даты получения авторами первого патента (г.Туркестан, МКТУ им.Яссауи). Свидетельство на открытие выдано АО «Институт топлива, катализа и электрохимии им.Д.В. Сокольского» (Учредители: КБТУ, НК «ҚазмұнайГаз», Фонд образования Н.Назарбаева). Известно, что титан обладает высокой химической стойкостью во многих агрессивных средах, в том числе, содержащих хлорид-ионы.
При обычных температурах на титан не действуют ни царская водка, ни влажный хлор. Титан в водных растворах анодно не растворяется, так как он мгновенно пассивируется и протекание тока в электрохимической цепи прекращается. Однако, указанные представления о химической стойкости титана, связанной с его пассивацией, находятся в противоречии с известными термодинамическими данными. Судя по величинам стандартных потенциалов, титан с термодинамической точки зрения является нестабильным, т.к. величины потенциалов ионизации атомов титана значительно более отрицательны, чем стандартный потенциал водородного электрода. Поэтому теоретически титан должен вступать в ионообменный процесс и вытеснять ионы водорода из воды и, следовательно, растворяться в водных средах. Однако на практике он не растворяется, мгновенно самопассивируется и становится весьма устойчивым не только в воде, но и в различных агрессивных кислых растворах, в том числе в морской воде. Причиной мгновенной пассивации титана в этих средах является образование на его поверхности нерастворимой в воде, а такжев кислых и щелочных растворах, тонкой защитной оксидной пленки, экранирующей поверхность металлического титана от ионов электролита. Авторами экспериментально обнаружено и теоретически обосновано неизвестное ранее новое явление постэлектролизного саморастворения титана в водных растворах, т.е. установлено, что после предварительной обработки катодными импульсными токамиили промышленным переменным током с частотой 50 Гц, титан становится химически растворимым.
Научная значимость открытия заключается в том, что впервые обнаружено новое явление постэлектролизного химического растворения титанового электрода, первоначально (до отключения электрического тока) инициированного импульсными катодными токами или промышленным переменным током. Как показали результаты экспериментов,при этом происходит восстановление плотных тонких оксидных слоев, постоянно присутствующих на поверхности титана. Поверхность металла освобождается от оксидного слоя и далее «оголившийся» титан начинает химически растворяться, как электроотрицательный металл, выделяя на своей поверхности активный атомарный водород и посылая трехвалентные ионы титана в объем раствора, которые образуют различные соединения титана. Обнаружено, что этот процесс продолжается и после отключения электрического тока, т.е. после электролиза. Обнаруженное авторами научное открытие подтверждает теоретическую возможность химического растворения электроотрицательных металлов в водных растворах.
Практическое значение открытия выражается в том, что появлется в науке новое направление в области химии и технологии титана. Становится возможным получение ценных соединений титана химическим постэлектролизным растворением его отходов в виде лома, стружек и порошков, считающихся непригодными для использования на практике. Как известно, соединения титана широко применяются в области химии и металлургии, а также в народном хозяйстве. Например, гидроксид титана (IV) – в качестве сорбента, диоксид титана – как пигмент для красителей, а соли трехвалентного титана – в качестве восстановителей в химических процессах и как переносчики заряда при восстановлении трудновосстанавливаемых анионов селена (VI), теллура (VI) и мышьяка (V), а также при получении ультрадисперсных нанопорошков меди.
Титанилсульфат аммония широко применяется при обработке кожи. Разработанные авторамми методы позволяют значительно расширить области применения как известных, так и новых соединений титана. На это открытие авторам выдан диплом № 510 (25.01.2019г.) решением Президиума Международной общественной академии авторов научных открытий и изобретений, г. Москва.