Напрями наукової діяльності кафедри ХТНР

Науковий напрям кафедри:

# Розроблення продуктів спеціальної хімії, в тому числі аерозольних засобів маскувальної дії, для потреб оборонно-промислового комплексу України.

1. Електрохімія функціональних металевих і напівпровідникових наноматеріалів та нанокомпозитів.
2. Енерго- та ресурсоощадні технології очищення природних та кондиціювання стічних вод, зокрема, на основі каталітичних, кавітаційних, кавітаційно-окисних, сорбційних процесів.
3. Одержання і застосування сорбентів з додатковими функційними, зокрема, антибактеріальними та каталітичними, властивостями на основі природних цеолітів, у тому числі медичного призначення, а також для очищення газів, рідин і ґрунтів від радіонуклідів, важких металів та інших забруднюючих речовин.

Науковий напрям кафедри:

1. Розроблення продуктів спеціальної хімії, зокрема аерозольних засобів маскувальної дії, для потреб оборонно-промислового комплексу України.
2. Електрохімія функціональних металевих і напівпровідникових наноматеріалів та нанокомпозитів.
3. Енерго- та ресурсоощадні технології очищення природних та кондиціювання стічних вод, зокрема, на основі каталітичних, кавітаційних, кавітаційно-окисних, сорбційних процесів.
4. Одержання і застосування сорбентів з додатковими функційними, зокрема, антибактеріальними та каталітичними, властивостями на основі природних цеолітів, враховуючи медичне призначення, а також для очищення газів, рідин і ґрунтів від радіонуклідів, важких металів та інших забруднюючих речовин.
5. Технології та обладнання для очищення газів від сірковмісних сполук; плазмохімічне одержання водню та спеціальних видів сірки.
6. Технології комплексного перероблення полімінеральних руд Прикарпаття.

Професорсько-викладацький склад, наукові працівники, аспіранти, магістранти і студенти беруть активну участь у науково-дослідній роботі. За результати цієї роботи впродовж останніх 40 років опубліковано понад 800 наукових праць, зроблено 140 винаходів, захищено 7 докторських і понад 50 кандидатських дисертацій.

Професорсько-викладацький склад, наукові працівники, аспіранти, магістранти і студенти беруть активну участь у науково-дослідній роботі. За результати цієї роботи впродовж останніх 40 років опубліковано понад 800 наукових праць, зроблено 140 винаходів, захищено 7 докторських і понад 50 кандидатських дисертацій.

Колектив кафедри виконує такі науково-дослідні роботи:

• За Грантом Національного фонду досліджень України “Дизайн поліфункціональних наноструктурованих моно- та біметалів з електрокаталітичними й антимікробними властивостями” (договір [165/02.2020 від 04.11.2020]) – 7500 тис. грн

Госпдоговірні теми:

1. «Розробка середньогабаритних засобів для генерування аерозолів». Керівник # «Одержання модифікованих сорбентів на основі природного клиноптилоліту з додатковими функційними властивостями». Керівник — д.т.н., проф. Знак З.О.

Зареєстровані науково-дослідні роботи:

• Розроблення гідродинамічного кавітатора для інтенсифікації хіміко-технологічних процесів. Керівник — д.т.н., проф. Знак З.О.
• Осадження металів на поверхню магнію та алюмінію гальванічним заміщенням. Керівник — д.т.н., проф. Кунтий О.І. (Номер держ. реєстрації 0116U002848).
• Електрохімічна регенерація поглинальних розчинів хінгідронного методу очищення газів від сірководню. Керівник — к.т.н., доц. Слюзар А.В. (Номер держ. реєстрації 0116U001627).
• Технологія очищення низькоконцентрованих за сульфуру(IV) оксидом газів. Керівник — д.т.н., доц. Гелеш А.Б.
• Технологія очищення стоків молочних виробництв. Керівник — к.т.н., доц. Курилець О.Г.
• Перероблення полімінеральних калійних руд Прикарпаття та відходів калійних виробництв на мінеральні добрива та інші продукти. Керівник — к.т.н., доц. Блажівський К.І.

На кафедрі виконують роботи з хімії і технології сірки в рамках діяльності єдиної в Україні відповідної наукової школи, яку створив і тривалий час очолював проф. Яворський В.Т. Зокрема були розроблені і впроваджені в промисловість такі технології:

1. Очищення природної сірки від легколетких органічних домішок повітрям (Роздольське ВО «Сірка», 1970 р., річна продуктивність 500 тис. т сірки);
2. Очищення природної сірки від органічних домішок водяною парою і сульфатною кислотою (Роздольське ВО «Сірка», 1982 р., річна продуктивність 500 тис. т сірки);
3. Очищення вентиляційних газів від сірководню хінгідронним методом (Роздольське і Яворівське ВО «Сірка», 1983 р., продуктивність 270 тис. м3 газу на годину);
4. Технології удосконалення та інтенсифікації процесів виробництва сірки з різних видів сировини (Роздольське і Яворівське ВО «Сірка», 1970-1985 р.р.);
5. Очищення викидних газів сульфатнокислотних систем (ЗАТ «Кримський титан», 2004 р., продуктивність 85 тис. м3 газу на годину);
6. Очищення залпових викидів реакторів сульфатнокислотного розкладу ільменіту (ЗАТ «Кримський титан», 2005 р., продуктивність 120 тис. м3 газу на годину);
7. Утилізація теплоти та очищення викидних газів печей прожарювання пасти метатитанової кислоти (ЗАТ «Кримський титан», 2005 р., продуктивність 90 тис. м3 газу на годину);
8. Очищення димових газів виробництва кольорових залізооксидних пігментів (ЗАТ «Кримський титан», 2006 р., продуктивність 25 тис. м3 газу на годину).

Також розроблені і доведені до промислового впровадження такі технології:

1. Перероблення виробничих хлоридмагнієвих розчинів у магнезію (Стебницький калійний завод, 1989 р., продуктивність 1000 т розчинів за годину);
2. Одержання натрію піросульфіту з розчинів натрію хлориду і сульфуру(IV) оксиду (Стебницький калійний завод, 1986 р., річна продуктивність 700 т продукту);
3. Одержання Сu(NO3)2×3H2O з мідної стружки, одержання СuO термічним розкладом Сu(NO3)2×3H2O (ДП «Аргентум», 2001 р., продуктивність 100 т мідної стружки на рік);
4. Анодно-іскрове оксидування сплавів Al i Mg;
5. Кольорове анодне оксидування сплавів Al;
6. Комплексне перероблення відпрацьованих каталізаторів (КСО, ГИАП-10) і відходів гарячого цинкування з одержанням електролітичних Cu i Zn;
7. Електрохімічне перероблення вторинної сировини на основі вольфраму карбіду з одержанням сполук вольфраму та солей нікелю;
8. Плазмохімічний розклад сірководню з одержанням водню і сірки;
9. Очищення дренажних вод від сірководню на Гаурдацькому сірчаному заводі (Туркменістан);
10. Очищення від сірководню дренажних вод Мирненського родовища алмазів (Росія);
11. Очищення дренажних і пластових вод підземного виплавлення сірки на Яворівському ДГХП «Сірка»;
12. Перероблення вторинних розчинів ніколу(ІІ) сульфату цементацією магнієм з одержанням порошкового нікелю, магнію оксиду і солі Туттона (2009 р., продуктивність 7 кг нікелевого порошку за годину);
13. Одержання гідроксокупруму(ІІ) карбонату (малахіту) з розчинів купруму(ІІ) нітрату і натрію карбонату (2010 р., річна продуктивність 340 т продукту).

Головним напрямом групи електрохіміків кафедри (проф. Орест Кунтий, доц. Галина Зозуля, інженер І категорії Мар’яна Шепіда, аспірант Артур Мазур) в останні роки є “Розроблення наукових принципів керованого одержання металевих і біметалевих наночастинок у розчинах і наноструктурованих поверхонь із 2D і 3D металевих, кремнієвих і біметалевих (М1-M2, M = Ag, Au, Pd, Pt) систем”.

Він є складовою сучасного хімічного наноматеріалознавства та базується на застосуванні електрохімічних процесів – електролізу та ґальванічного заміщення й охоплює таке: 1) встановлення фізико-хімічних закономірностей електрохімічного синтезу наночастинок срібла за нестаціонарного електролізу та в ультразвуковому полі; 2) швидкісний синтез наночастинок металів методом катодної мікроплазми; 3) модифікація поверхні наночастинками і наноструктурами металів і біметалів електрохімічним осадженням у середовищі органічних апротонних розчинників; 4) гальванічне заміщення шляхетних металів в ультразвуковому полі, у середовищі органічних апротонних розчинників як спосіб синтезу наночастинок металів і біметалів та метод дизайну наноструктурованих металевих систем на поверхні металів і кремнію.

Для синтезу та головних досліджень властивостей синтезованих наночастинок й отриманих наноматеріалів на кафедрі є такі сучасні прилади: потенціостат/гальваностат нового покоління VersaSTAT 4-500, спектрофотометр програмований ULAB 108 UV (рис. 2б); ультразвуковий гомогенізатор Sonopuls HD 3100.

Дослідження направлені на такі головні напрями практичного застосування синтезованих наночастинок й одержаних наноматеріалів:

• приготування антибактеріальних препаратів на основі наночастинок срібла синтезованих розробленими “зеленими” технологіями на основі електрохімічних і соноелектрохімічних процесів;
• розроблення методів сенсорики йонів важких металів й органічних речовин на основі синтезованих біметалевих наночастинок (ядро@оболонка);
• формування наноструктурованих поверхонь для виготовлення каталітично активних катодів електрохімічного відновлення СО2;
• приготування наноструктурованих анодів електрокаталітичного окиснення органічних речовин-полютантів.

За результатами досліджень авторами за останні 5 років опубліковано 30 статей у журналах наукометричної бази SCOPUS, 1 монографія. Електрохіміки кафедри, а також учені кафедри фізичної та колоїдної хімії ЛНУ ім. Івана Франка (проф. О. Решетняк, І. Салдан), учені НУ “Львівська політехніка” (проф. Й. Стахіра, с.н.с. С. Нічкало) за окремими темами зазначеного напряму впродовж 2018-2020 рр. виконували ДБ проєкт МОН України. З 2020 року науковці кафедри ХТНР та науковці інших кафедр НУ “Львівська політехніка” працюють над проєктом НФД України “Дизайн поліфункціональних наноструктурованих моно- та біметалів з електрокаталітичними й антимікробними властивостями” (науковий керівник проф. О. Кунтий). За 2021 рік присуджено Національну премію України імені Бориса Патона колективу електрохіміків України за наукові досягнення в “Електрохімії функціональних матеріалів і систем”. Серед номінантів проф. О. Кунтий.

Д. т. н., проф. Знак Зеновій Орестович здійснює наукову роботу за напрямами: технологія сорбентів з додатковими функційними властивостями, технологія сірки та сульфурвмісних сполук; охорона довкілля та раціональне використання сировинних ресурсів; воднева енергетика. Брав безпосередню участь у розробленні технологій очищення промислових середовищ від сірководню та інших шкідливих домішок, зокрема на ЗАТ «Кримський титан»; плазмохімічного розкладу сірководню з одержанням водню і сірки, де був відповідальним виконавцем. Співавтор підручника, навчального посібника та монографії. Він є автором понад 300 наукових публікацій (з них 26 у базі Scopus) та 37 винаходів; під його керівництвом захищено 4 кандидатські дисертації.

Наукова робота д.т.н., проф. [[Калимона Я.А Калимон Ярослав Андрійович спрямована на очищення газів і рідин від сполук сірки. Брав безпосередню участь у розробленні технологій зазначених вище очищення промислових середовищ від сірководню, очищення викидів на ЗАТ «Кримський титан», де був відповідальним виконавцем. Загалом опублікував 175 статей у науково-технічних журналах (з них 7 у базі Scopus), зробив 24 винаходи. Під його керівництвом захищено 5 кандидатських дисертацій.

Д. т. н., проф. Кунтий Орест Іванович виконує наукові дослідження з таких напрямів як електрохімія, технологічні аспекти отримання дисперсних і нанорозмірних металевих систем, перероблення вторинної сировини металів з використанням електрохімічних процесів, електрохімічне осадження металів та напівпровідникових матеріалів у середовищі органічних апротонних розчинників. Він є автором монографії «Електрохімія і морфологія дисперсних металів» (2008 р.), 160 статей у наукових журналах та збірниках (з них 40 у базі Scopus) і 42 винаходи. Під його керівництвом захищена 1 кандидатська дисертація.

Д.т.н., проф.. Хома Мирослав Степанович здійснює наукову роботу за напрямом: дослідження процесів корозійно-механічного руйнування сталей та сплавів. Він є автором монографії, навчального посібника, 224 наукових праць, 14 винаходів та патентів. Під його керівництвом захищена 1 докторська та 2 кандидатські дисертації.

Наукова робота д.т.н., доц. Гелеша А.Б. Гелеш Андрій Богданович спрямована на очищення газів від шкідливих сполук. Брав безпосередню участь у розробленні технологій зазначених вище очищення промислових середовищ від сірководню, очищення викидів на ЗАТ «Кримський титан». Загалом опублікував понад 100 наукових праць. Він — співавтор навчального посібника та словника.