Русский Русский

2024 г.

Архив журнала Chemical Bulletin Том 7

Электрофильно-нуклеофильные и гидрофобные свойства поверхностно-модифицированных металлов

https://doi.org/10.58224/2619-0575-2024-7-2-13-25
,
 13-25 стр.
Аннотация
Разработанный в Санкт-Петербургском горном университете метод наслаивания разноразмерных молекул аммониевых и кремнийорганических соединений на металлах – перспективный способ гидрофобизации и стабилизации поверхностных свойств дисперсных металлических материалов. Прове-дено сравнение гидрофобности образцов на основе порошка меди марки ПМС-1, обработанных в парах модификаторов в смесевом или последовательном режимах. Для физико-химического обоснования меха-низма гидрофобизации поверхности проведено квантово-химическое моделирование и оценка электро-фильно-нуклеофильных свойств изолированных молекул модификаторов в программном комплексе HyperChem, а также их адсорбционного взаимодействия с кластерной модельной поверхностью в про-граммном комплексе Gaussian 09. Установлено, что значения энергии адсорбции лежат в диапазоне 64–127 кДж/моль, что соответствует химическому взаимодействию молекул этилгидридсилоксана и чет-вертичных соединений аммония (ЧСА) с металлом. Установлено, что образцы, содержащие в поверх-ностном слое металла модификаторы с различными электрофильно-нуклеофильными свойствами харак-теризуются лучшей гидрофобностью, а также меньшим количеством гидрофильных центров поверхно-сти. Также, установлена ключевая роль ЧСА в гидрофобизации поверхности за счет обеспечения более сильного гетероатомного взаимодействия с металлической поверхностью и формирования подготови-тельного ЧСА-подслоя для структурно подобных функциональных групп.
PDF

Исследование сорбционных свойств диоксида кремния на основе вскрышных пород для извлечения красителей из сточных вод

https://doi.org/10.58224/2619-0575-2024-7-2-26-42
 26-42 стр.
Аннотация
Статья представляет результаты исследования сорбционных свойств диоксида кремния, полученного из вскрышных пород, для применения при удалении метиленового синего – органического катионового тизианового красителя – из водных растворов. Целью исследования было оценить сорбционные свойства диоксида кремния и его эффективность при извлечении метиленового синего из водных растворов. Экспериментальные данные показали, что эффективность сорбции зависит от температуры, pH и скорости перемешивания. Установлено, что повышение pH и скорости перемешивания способствует уве-личению сорбции, в то время как повышение температуры снижает эффективность сорбции. Кроме то-го, исследована возможность регенерации диоксида кремния после сорбции и показано, что его сорбцион-ные свойства практически не изменяются после нескольких циклов использования. Максимальная сорбци-онная емкость составила 515,9 мкмоль/г. В ранее опубликованной статье при стандартных условиях мак-симум сорбционной емкости составил 438,22 мкмоль/г. Полученные результаты подчеркивают потенциал диоксида кремния как эффективного и устойчивого сорбента для удаления органических красителей из сточных вод. Таким образом, диоксид кремния может быть рекомендован для многократного использова-ния в процессах очистки сточных вод благодаря его высокой термической стабильности и долговечности.
PDF

Оптимизация типового процесса конденсации на примере синтеза изофорона в микроканале

https://doi.org/10.58224/2619-0575-2024-7-2-43-52
, , ,
 43-52 стр.
Аннотация
Работа посвящена способу получения изофорона в микроканале. Проведена численная и экспериментальная оптимизация процесса получения изофорона в микроканале. Изофорон – ненасыщен-ный циклический кетон, широко использующийся в промышленности в качестве растворителя нитроцел-люлозных красок, а также в качестве промежуточного вещества для синтеза других соединений. Синтез проводили в микроканалах. Микроканалы представляют из себя каналы диаметром меньше 1 мм. Их ос-новная особенность – возможность проведения различных типов реакций, требующих высокие давления и температуры. За счёт небольшого внутреннего объёма, все процессы, протекающие в них, легко интен-сифицируются, можно достигать высокой точности и эффективности эксперимента. Варьировались такие параметры, как температура реакции и расход реагентов. Использовался новый подход к проведе-нию эксперимента, основанный на минимизации используемых параметров регулирования и правильному их комбинированию. Такой подход требует высокой точности и воспроизводимости результатов, поэтому лучшим выбором для таких задач являются микроканалы, используемые в данной работе. Разработана математическая модель реакции, основанная на системах уравнений разной сложности. Построены трехмерные и двухмерные контурные диаграммы, позволяющие визуализировать математическую модель процесса. Установлены наилучшие технологические параметры процесса.
PDF

Композиционные материалы на основе природных хризотиловых волокон

https://doi.org/10.58224/2619-0575-2024-7-1-4-21
 4-21 стр.
Аннотация
Рассматривается технология производства, проблемы развития хризотиловой и хризотилцементной отраслей в странах СНГ. В статье приводятся сведения о составе и свойствах природных хризотиловых волокон, данные по качеству сырьевых материалов цемента и хризотиловых волокон, поставляемых на хризотилцементные предприятия, характеристики суспензии, полуфабриката и свойства затвердевших хризотилцементных изделий.
Цель исследований – изучение влияния внешних и внутренних факторов, рисков на развитие хризотил-асбестовую отрасль, на рынок сбыта. Выявление зависимости влияния параметров хризотилового волок-на и цемента на качество готовых хризотилцементных изделий.
Анализ научной литературы, анализ действующего производства, идентификация и мониторинг каче-ства сырья и готовой продукции, сравнительный анализ рынков производства и потребления.
PDF

Квантовая модель ангармонических колебаний двухатомной молекулы с переменной силовой константой и малым значением коэффициента ангармоничности

https://doi.org/10.58224/2619-0575-2024-7-1-22-31
,
 22-31 стр.
Аннотация
В данной работе рассмотрены колебания двухатомной молекулы в рамках квантовой механики как ангармонического осциллятора с малыми значениями коэффициента ангармоничности. На основе общеизвестных моделей квантовых гармонического и ангармонического осцилляторов создана новая модель с переменным значением силовой константы молекулы , зависящим от колебательного квантового числа n и коэффициента ангармоничности . Математический анализ этой модели подтвердил ее физическую состоятельность. В качестве примера рассчитана энергия колебаний молекулы кислорода в рамках представленной в работе модели.
PDF

Применение термических методов для анализа содержания органического вещества в урбаноземах

https://doi.org/10.58224/2619-0575-2024-7-1-32-40
, ,
 32-40 стр.
Аннотация
Цель исследования – определить содержание органического вещества в антропогенноизмененных почвах при помощи термических методов анализа.
Методы. Использованы физико-химические методы анализа проб почвы, определены актуальная кис-лотность, зольность и органическое вещество по ГОСТ 26213-2021 и методом термогравиметрического анализа.
Результаты. Показано, что содержания органических веществ в почвах методом термогравиметрии и по ГОСТ 26213-2021 отличаются не более чем на 15,4%, что, в частности, может быть связано с раз-ложением неорганических веществ при длительной выдержке при температуре 525 ºС по методике ГОСТ. Тем не менее метод термогравиметрии дает информацию о температурах, при которых наблюдается максимальная скорость разложения.
Выводы. Установлено, что методы термогравиметрии и по ГОСТ 26213-2021 дают разные результа-ты содержания органического углерода в почве в связи с разными температурами максимального разло-жения гумусовых кислот. Чем выше температура максимального разложения, тем меньше разлагается органических веществ при исследовании почв методом термогравиметрии.
PDF

Структурные параметры YBa2Cu3-xO6+y

https://doi.org/10.58224/2619-0575-2024-7-1-41-48
,
 41-48 стр.
Аннотация
Целью работы является исследование структурных параметров фазы 1–2–3 прецизионным рентгенодифракционным методом. Проведено уточнение состава и структурных параметров до фактора расходимости R = 0,008. Состав вещества может быть выражен формулой . Более высокие значения среднеквадратичных амплитуд колебаний атомов и анизотропии колебаний получены для Си1 и О1, находящихся в базисной плоскости z = 0. Сопо-ставление с данными, полученными при низких температурах, позволяет предположить, что высокая по-движность Си1 и О1 связана со статическими смещениями атомов из своих кристаллографических пози-ций. Имеется корреляция между отклонением от стехиометрии по кислороду, периодом решетки с и ве-личиной температуры сверхпроводящего перехода Tc. Увеличение содержания кислорода сопровождается повышением Tc. Построены зависимости изотропных среднеквадратичных амплитуд колебаний атомов-компонент соединений от содержания кислорода. Для атома О1 в тетрагональной фазе наблюдается заметный рост среднеквадратичных амплитуд колебаний с возрастанием кислородного ин-декса, что может быть связано с увеличением неустойчивости структуры. Можно заключить, что ана-лиз прецизионных дифракционных исследований оксидов иттрия-бария-меди позволяет выявить струк-турные особенности, обусловливающие нестабильность этого класса материалов.
PDF