corrosionprotectionПрактика противокоррозионной защитыTheory and Practice of Corrosion Protection1998-57382658-6797Association "CARTEC"10.31615/j.corros.prot.2025.117.3-4corrosionprotection-181Research ArticleПРИКЛАДНАЯ ЭЛЕКТРОХИМИЯРазвитие поверхности медного высокопористого материалаSurface Evolution of a Highly Porous Copper MaterialХазановН. А.KhazanovN. A.

Хазанов Николай Андреевич, аспирант

125047 Москва, Миусская площадь, д. 9

Nikolay A. Khazanov, postgraduate

9, Miusskaya square, Moscow, 125047

khazanovk@mail.ruВаграмянТ. А.VagramyanT. A.

Ваграмян Тигран Ашотович, д.т.н., заведующий кафедрой

125047 Москва, Миусская площадь, д. 9

Tigran A. Vagramyan, Doctor of Technical Sciences, Head of Department

9, Miusskaya square, Moscow, 125047

АснисН. А.AsnisN. A.

Аснис Наум Аронович, к.т.н., в.н.с.

125047 Москва, Миусская площадь, д. 9

Naum A. Asnis, Cand. of Technical Sciences, leading researcher

9, Miusskaya square, Moscow, 125047

ТрофимовА. В.TrofimovA. V.

Трофимов Артём Владимирович, студент

125047 Москва, Миусская площадь, д. 9

Artem V. Trofimov, student

9, Miusskaya square, Moscow, 125047

ШафеевД. Р.ShafeevD. R.

Шафеев Дамир Русланович, студент

125047 Москва, Миусская площадь, д. 9

Damir R. Shafeev, student

9, Miusskaya square, Moscow, 125047

Российский химико-технологический университет имени Д.И. МенделееваРоссияDmitry Mendeleev University of Chemical Тесhпоlоgy of RussiaRussian Federation2025200120263034451Copyright © Хазанов Н.А., Ваграмян Т.А., Аснис Н.А., Трофимов А.В., Шафеев Д.Р., 20262026Хазанов Н.А., Ваграмян Т.А., Аснис Н.А., Трофимов А.В., Шафеев Д.Р.Khazanov N.A., Vagramyan T.A., Asnis N.A., Trofimov A.V., Shafeev D.R.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.corrosion-protection.ru/jour/article/view/181

В данной статье представлены результаты исследований, направленных на разработку перспективной технологии синтеза медных высокопористых ячеистых материалов с контролируемой структурой. Основное внимание уделено подбору оптимальных составов электролитов и режимов электрохимического осаждения, обеспечивающих формирование материалов с заданными морфологическими и функциональными характеристиками. Были изучены различные композиции электролитов, включающие соли меди, кислотные и буферные добавки, а также модификаторы, влияющие на кинетику осаждения и пористость получаемых структур. В ходе экспериментов установлены ключевые параметры электроосаждения, такие, как плотность тока, продолжительность процесса, которые оказывают существенное влияние на размер пор, их распределение и механическую прочность материала. Полученные медные ячеистые материалы демонстрируют высокую удельную поверхность и открытую пористую структуру, что делает их пригодными для использования в качестве эффективных адсорбентов и носителей катализаторов. Их преимущества включают высокую химическую стабильность, хорошую теплопроводность и возможность повторного использования, что особенно важно для промышленных применений. Разработанная технология позволяет получать изделия с регулируемыми свойствами, соответствующими требованиям, предъявляемым к функциональным пористым материалам в химической промышленности, энергетике и экологии. Дальнейшие исследования могут быть направлены на оптимизацию состава и структуры материалов для расширения области их практического применения.

This article presents the results of research aimed at developing an advanced technology for synthesizing highly porous copper foam materials with a controlled structure. The primary focus was on selecting optimal electrolyte compositions and electrochemical deposition parameters to produce materials with tailored morphological and functional characteristics. Various electrolyte formulations were investigated, including copper salts, acid and buffer additives, as well as modifiers affecting deposition kinetics and the porosity of the resulting structures. Experimental studies identified key electrodeposition parameters – such as current density, process duration – that significantly influence pore size, distribution, and mechanical strength. The obtained copper foam materials exhibit a high specific surface area and an open porous structure, making them suitable for use as efficient adsorbents and catalyst supports. Their advantages include high chemical stability, good thermal conductivity, and reusability, which are particularly important for industrial applications. The developed technology enables the production of materials with adjustable properties that meet the requirements for functional porous materials in the chemical industry, energy sector, and environmental applications. Further research may focus on optimizing material composition and structure to expand their practical use.

металлические носители катализаторовметаллизация высокопористых ячеистых материаловмеднениемедные покрытияметаллические высокопористые ячеистые материалыметаллизация пенополиуретанагубчатая медьmetallic catalyst carriersmetallisation of highly porous cellular materialscopper platingcopper coatingsmetallic highly porous cellular materialsmetallisation of polyurethane foamsponge copperReferencesСоловьева О.В., Соловьев С.А., Зарипова Р.С. и др. Оценка эффективной пористости ячеистого материала для задач математического моделирования взаимодействия газа с пористым материалом // Научно-технический вестник Поволжья. − 2021. − № 5. − С. 107-110.Solov'eva, O. V., Solov'ev, S. A., Zaripova, R. S. and others. (2021). Estimation of effective porosity of cellular material for problems of mathematical modelling of gas interaction with porous material. Nauchnotekhnicheskij vestnik Povolzh'ya, (5), 107-110. (in Russ.)Хазанов Н.А., Аснис Н.А., Ваграмян Т.А., Рожков И.М. Получение никелевых высокопористых материалов методом электроосаждения // Цветные металлы. − 2024. − № 8 (980). − С. 35-40. https://doi.10.17580/tsm.2024.08.05Khazanov, N. A., Asnis, N. A., Vagramyan, T. A. & Rozhkov, I. M. (2024). Preparation of nickel highly porous materials by electrodeposition method. Cvetnye metally, 8(980), 35-40. https://doi.10.17580/tsm.2024.08.05 (in Russ.)Шлыков С.А., Шаронов Н.Ю., Лефедова О.В. Катализ в промышленности. Теория и прикладные каталитические процессы: учеб. пособие. Иваново: Иван. гос. хим.-технол. ун-т., 2018. – 100 c.Shlykov, S. A., Sharonov, N. Yu. & Lefedova, O. V. (2018). Theory and applied catalytic processes: textbook. Ivanovo: Ivanovo State Chemical-Technological University. (in Russ.)Banhart J. Manufacture, characterisation and application of cellular metals and metal foams // Progress in Materials Science. − 2001. − № 46. − С. 559-632.Banhart, J. (2001). Manufacture, characterisation and application of cellular metals and metal foams. Progress in Materials Science, (46), 559-632.Qiu J., Artier J., Cook S. Engineering living building materials for enhanced bacterial viability and mechanical properties // iScience. – 2021. – V.24. − № 2. – P. 102083. https://doi.10.1016/j.isci.2021.102083Qiu, J., Artie,r J. & Cook, S. (2021). Engineering living building materials for enhanced bacterial viability and mechanical properties. iScience, 24(2), 102083. https://doi.10.1016/j.isci.2021.102083Banhart J. Manufacturing routes for metallic foams // JOM: the journal of the Minerals, Metals & Materials Society. − 2012. − № 12. − P. 22-27. https://doi.10.1007/s11837-000-0062-8Banhart, J. (2012). Manufacturing routes for metallic foams. JOM: the journal of the Minerals. Metals & Materials Society, (12), 22-27. https://doi.10.1007/s11837-000-0062-8Бутузова В.А. Методы получения высокопористых ячеистых материалов // Студенческий вестник. – 2020. − № 116. – С. 67-71.Butuzova, V. A. (2020). Methods of obtaining highly porous cellular materials. Studencheskij vestnik, 116, 67-71. (in Russ.)Обухов Е.О., Гаспарян М.Д., Грунский В.Н. и др. Технология керамических высокопористых блочно-ячеистых нанесенных катализаторов с оксидным активным слоем // Промышленные процессы и технологии. − 2023. − Т. 3, № 1. − С. 56-68.Obuhov, E. O., Gasparyan M. D., Grunskij V. N. i dr. (2023). Technology of ceramic highly porous block-cellular applied catalysts with oxide active layer. Promyshlennye processy i tekhnologii, 3(1), 56-68.(in Russ.)Адсорбция и катализ на переходных металлах и их оксидах / О. В. Крылов, В. Ф. Киселев. − М.: Химия, 1981. − 286 c.Krylov, O. V., Kiselev, V. F. (1981). Adsorption and catalysis on transition metals and their oxides. Moscow: Сhemistry. (in Russ.)Евсеев А.П., Козлов Д.С., Ильина А.Ю., Комарова Т.А. Электрохимическая металлизация диэлектриков // Молодые ученые развитию текстильно-промышленного кластера. − 2016. − № 1. − С. 53-55.Evseev, A. P., Kozlov, D. S., Il'ina, A. Yu. & Komarova, T. A. (2016). Electrochemical metallization of dielectrics. Molodye uchenyerazvitiyu tekstil'no promyshlennogo klastera, (1), 53-55. (in Russ.)Рожков И.М., Хазанов Н.А., Аснис Н.А., Ваграмян Т.А. Катализатор реакции одностадийного синтеза этилацетата из этанола на основе высокопористого ячеистого материала // Инновационные материалы и технологии: материалы Международной научной технологической конференции молодых учёных (31 марта – 04 апреля 2024 г.). – Беларусь. – Минск: БГТУ, 2024. − С. 297-300.Rozhkov, I. M., Hazanov, N. A., Asnis, N. A. & Dubrovskiy, V. S. (2024, 31 March 04 April). Catalyst for the one-stage synthesis of ethyl acetate from ethanol based on highly porous cellular material. Innovative Materials and Technologies: Proceedings of the International Scientific and Technological Conference of Young Scientists. Belarus, Minsk, BGTU, 297-300.(in Russ.)Ваграмян А.Т., Кудрявцев В.Н., Кузнецова В.Н. Условия возникновения электролитических порошков металлов // ЖПХ. – 1960. – Т. 33. – С. 2719-2724.Vagramyan, A. T., Kudryavcev, V. N. & Kuznecova, V. N. (1960). Conditions of occurrence of electrolytic metal powders. ZhPH, 33, 2719-2724. (in Russ.)Рожков И.М., Хазанов Н.А., Аснис Н.А., Ваграмян Т.А. Влияние параметров процесса осаждения меди на величину удельной поверхности и пористость покрытия // Теоретические и прикладные аспекты электрохимических процессов и защита от коррозии: материалы I Всероссийской научной конференции с международным участием (20-23 ноября 2023 г.). – Россия. − Казань: Казан. нац. исслед. технол. ун-т, 2024. – С. 187-188.Rozhkov, I. M., Hazanov, N. A., Asnis, N. A. & Vagramyan, T. A. (2023, 20-23 November). Theoretical and applied aspects of electrochemical processes and corrosion protection: Proceedings of the I AllRussian scientific conference with international participation. Russia, Kazan', Kazan National Research Technological University, 187-188. (in Russ.)

The authors declare that there are no conflicts of interest present.