Архив

КИНЕТИКА РАСТВОРЕНИЯ CR(OH)3 И AL(OH)3 В СЕРНОЙ КИСЛОТЕ

Аннотация
Данная работа является продолжением исследований, связанных с кинетикой растворения оксидов и гидроксидов алюминия (III) и хрома (III). Ранее проведенные исследования показали, что оксиды и гидроксиды данных металлов лучше растворяются в серной кислоте, чем в соляной, азотной, щавелевой и фосфорной. В этой статье представлены экспериментальные исследования по влиянию концентрации серной кислоты на скорость гетерогенной реакции гидроксидов хрома (III) и алюминия (III). Установлено, что скорость растворения гидроксидов растёт с увеличением концентрации серной кислоты. Причём, скорость перехода ионов алюминия (III) из гидроксида выше, чем скорость перехода ионов хрома (III), при одинаковых условиях. Для расчёта основных кинетических параметров подобрали модель цепного меха-низма. Моделирование растворения осуществляли с помощью математической компьютерной программы MathCad. Потребность в реальных моделях связана с необходимостью оптимизации технологий выщела-чивания руд, регулирования физико-химических процессов растворения оксидов, травления окалины и уда-ления отложений с теплоэнергетического оборудования. Экспериментальные исследования позволили определить, что скорость растворения лимитируется образованием и последующим переходом поверх-ностных соединений вида: в раствор электролита. Такие исследования помогут со-здать обобщённый механизм гетерогенного процесса растворения оксидов алюминия и хрома в кислых средах.
PDF

СИНТЕЗ ПОЛИМЕРНЫХ МАТЕРИАЛОВ НА ОСНОВЕ АРОМАТИЧЕСКИХ ПОЛИЭФИРНЫХ МАТЕРИАЛОВ МЕТОДОМ ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНОЙ ПОЛИКОНДЕНСАЦИИ

Аннотация
В рамках решения задачи создания рецептур синтеза отечественных суперконструкционных полимеров были проведены работы по синтезу ароматических полиэфирных материалов с комплексом ценных эксплуатационных характеристик. Установлено, возможно улучшение экономических показателей процесса синтеза ПКМ на основе ароматических полиэфиров путём замены традиционного мономера 4,4’-дифторбензофенона на хлорсодержащий функциональный аналог, позволяющий синтезировать новые материалы со стоимостью до 6 раз ниже известных конкурентов. В работе изучены основные законо-мерности и особенности процесса синтеза новых ароматических полиэфирных материалов: олигоэфирке-тонов и полиэфиркетонов, полиимидов и полиэфиримидов. Описано, что синтез полиимидов (ПИ) прово-дился двухстадийным методом: получением полиамидокислоты (ПАК), и получением нерастворимого раз-нозвенного полимера. Показана возможность проведения синтеза ароматических полиэфиров с заменой базового мономера дигалогенида на функциональный аналог, со значительно более низкой стоимостью. Определены эффекты подобного замещения: увеличение выхода целевого продукта, технологичность и стоимость целевого полимера. Проведены комплексные исследования ароматических полиэфиров, уста-новлена структура синтезированных полимеров, определено, что новые полиэфирные материалы на осно-ве полиариленэфиркетонов и полиэфиримидов по основным свойствам превосходят промышленные анало-гичные полиэфирные суперконструкционные материалы.
PDF

ФОРМИРОВАНИЕ И ИССЛЕДОВАНИЕ БИМЕТАЛЛИЧЕСКИХ ЭЛЕКТРОДНЫХ МАТЕРИАЛОВ НА ПОЛИМЕР-УГЛЕРОДНЫХ МАТРИЦАХ-НОСИТЕЛЯХ ДЛЯ ИСТОЧНИКОВ ЭНЕРГИИ

Аннотация
Топливные элементы являются перспективными устройствами прямого преобразования химической энергии в электрическую с точки зрения эффективности и низкого уровня выброса загрязняющих веществ. Основным компонентом топливных элементов является твердым полимерным электролит. Мембраны из перфторированных сульфосодержащих сополимеров типа Nafion с различным содержанием сульфогрупп удовлетворяют большинству из условий применения, т.к. имеют достаточно высокую степень протонной проводимости, устойчивости в растворах электролитов и высокую механическую прочность. Принципиальным недостатком таких мембран является их относительно низкая ионная селективность и уменьшение механической прочности при температурах выше 100оС. Для улучшения характеристик мембраны применяют различные способы модификации, в том числе различными добавками и нано-частицами металлов. Основным препятствием для широкого крупномасштабного использования топлив-ных элементов является их себестоимость, в которой основную часть составляет стоимость электро-катализаторов на основе платиновых металлов. Поэтому разработка эффективных электродных мате-риалов с пониженным содержанием платиновых металлов является актуальной задачей. В данной работе синтезированы биметаллические наночастицы платина-рутений на комбинированных матрицах-носителях, состоящих из полимерной мембраны Nafion и углеродных нанотрубок. Проведено сравнение размеров наночастиц Pt-Ru при варьировании мольного отношения вода:ПАВ от 1.5 до 8. Обнаружено, что минимальный размер характерен для наночастиц, полученных при максимальном содержании плати-ны в наночастицах (7:1) и степени солюбилизации ω = 1.5. Установлено, что в реакции окисления метано-ла наибольшую каталитическую активность демонстрируют электродные материалы на основе биме-таллических наночастиц Pt-Ru(7:1) при загрузке катализатора 0.2 мг/см2 на полимерных подложках с до-бавкой многостенных углеродных нанотрубок при температуре 60оС.
PDF

СОВМЕСТНОЕ ВЛИЯНИЕ САХАРОЗЫ И ВЫСОКОДИСПЕРСНЫХ ГИДРОСИЛИКАТОВ КАЛЬЦИЯ НА КИНЕТИКУ НАБОРА ПРОЧНОСТИ ЦЕМЕНТНЫХ БЕТОНОВ

Аннотация
Рассмотрено совместное влияние ускорителя гидратации цемента (высокодисперсные гидросиликаты кальция) и замедлителя гидратации (сахароза), являющихся компонентами силикат-кальциевой дисперсии (СКД), на процессы схватывания и твердения цементных композитов. Данные термокинетических исследований композиционного вяжущего (КВ), содержащего 10% СКД, выявили смещение максимума экзотермического эффекта гидратации на сутки с одновременным «размытием» теплового эффекта во времени. Однако на поздних сроках гидратации (>70 час) скорость тепловыделения остается стабильно высокой и в 2-3 раза превышает таковую для контрольного образца. Кинетика схватывания паст КВ зависит от содержания СКД в его составе и носит экстремальный характер. Эффективность СКД в составе КВ осуществлялось на примере рядовых тяжелых бетонов (В25) с замещением цемента на СКД. Результаты оценки изменения прочности бетонов на КВ дополнены расчетными показателями прочности в перспективе до 1800 сут. твердения. Ожидаемая прочность на сжатие образцов бетона на КВ с 30 % замещением цемента на СКД в 1,8 раза превышает прочность контрольного образца.
PDF

ИЗУЧЕНИЕ ВЛИЯНИЯ АНИОНОВ НА СКОРОСТЬ РАСТВОРЕНИЯ СR2O3 И СR(OH)3

Аннотация
Cоединения хрома широко используются в промышленности, поэтому актуальны исследования, связанные с изучением процесса растворения оксидов в различных средах, в том числе агрессивных. В настоящее время накоплен огромный экспериментальный материал по растворению оксидов и гидроксидов металлов. Несмотря на это, еще не достаточно хорошо изучено влияние анионов на скорость растворения этих соединений, не разработаны модели и не найдены обобщенные механизмы растворения. В данной статье представлены экспериментальные исследования по влиянию нитрат- и сульфат-ионов на скорость растворения оксида и гидроксида хрома (III). Установлено, что оксид и гидроксид хрома (III) лучше растворяются в серной кислоте в присутствии нитрат – ионов, чем сульфат-ионов. Причём, гидроксид хрома (III) лучше растворяется в кислотах с добавкой анионов, чем оксид хрома (III). На основе полученных данных, применив уравнение цепного механизма (модель Бартона-Странского), нашли функци-ональную зависимость удельной скорости растворения от концентрации анионов в кислой среде. С помо-щью математической компьютерной программы MathCad подобрали модели растворения оксидных фаз хрома. Предложили схему механизма гетерогенного процесса растворения оксида и гидроксида хрома в кислых средах.
PDF

ОЧИСТКА МАСЛОСОДЕРЖАЩИХ СТОЧНЫХ ВОД ПРОИЗВОДСТВА ЛИПИДНОГО КОНЦЕНТРАТА ПОЛУЧЕННОГО ИЗ ЛИЧИНОК МУХИ HERMETIA ILLUCENS

Аннотация
Работа посвящена исследованию возможности очистки сточных вод производства липидного концентрата (масла), полученного на основе личинок мухи «Черная львинка» (Hermetia Illucens). Очистка маслосодержащих сточных вод представляет собой непростую задачу ввиду специфики свойств и состояния масел, содержащихся в таких сточных водах. Как правило, сточные воды, содержащие жиры и масла, имеют высокую химическую потребность в кислороде (ХПК), биологическую потребность в кислороде (БПК), большое количество взвешенных веществ, масла, жиров, фосфатов и сульфатов. Для очистки подобных сточных вод используют разнообразные физико-химические способы. Однако поиск не-дорогих эффективных материалов для извлечения масел из водных сред является актуальной задачей.
Для очистки использовали измельченные плоды платана – лиственного дерева, широко распространен-ного в южной полосе Российской Федерации. Очистке подвергали модельные эмульсии, содержащие масло личинок «Черная львинка». Исследовано влияние на эффективность очистки таких факторов, как доза добавляемой биомассы плодов платана (ПП), длительность взаимодействия ПП с эмульсией, pHсреды. Установлено, что высокая эффективность очистки достигается при дозе ПП 1 г на 100 см3; pH =4; дли-тельности контакта не менее 10 минут.
PDF

ИССЛЕДОВАНИЕ ФОТОЗАЩИТНЫХ СВОЙСТВ ТРОКСЕРУТИНА, ФЕРУЛОВОЙ КИСЛОТЫ, ВОДНЫХ ЭКСТРАКТОВ МЕЛИССЫ ЛЕКАРСТВЕННОЙ (MELISSA OFFICI-NALIS) И МЯТЫ ПЕРЕЧНОЙ (MENTHA PIPERITA) МЕТОДОМ УФ-СПЕКТРОСКОПИИ

Аннотация
В качестве фотозащитных средств в косметической продукции используются как натуральные компоненты, так и созданные в лабораториях. В настоящей работе представлены результаты исследования фотозащитных свойств водных экстрактов мелиссы лекарственной (Melissa officinalis) и мяты перечной (Mentha piperita), водных растворов троксерутина и феруловой кислоты методом УФ-спектроскопии. Целью проведенной работы была оценка фотозащитных качеств указанных веществ, для чего использовались такие показатели, рассчитываемые из УФ спектров, как фактор солнечной защиты – SPFin vitro, критическая длина волны – λкрит и отношение площадей под кривой спектра поглощения в диапазонах 320-400 нм и 290-320 нм – УФ-А/УФ-В. Проверялась также устойчивость исследуемых объектов к действию УФ излучения. В ходе проведенной работы было установлено, что водные экстракты мелиссы лекарственной и мяты перечной обладают определенными фотозащитными свойствами. При этом экстракт, полученный из мелиссы лекарственной и очищенный от балластных веществ, показал наибольшее значение SPFin vitro. Однако, при длительном УФ-облучении, имитирующем солнечное, абсорбционные свойства растительных экстрактов уменьшаются. Троксерутин поглощает УФ-лучи преимущественно в диапазоне длин волн 320-400 нм, устойчив в водных растворах к УФ излучению, кислороду воздуха и может быть использован как УФ-Б фильтр в косметических композициях. Феруловая кислота поглощает УФ-излучение преимущественно в диапазоне длин волн 280-320 нм, но под влиянием ультрафиолета абсорбционные свойства раствора этого вещества значительно меняются. Изменение характера УФ-спектра феруловой кислоты наблюдается также под воздействием кислорода воздуха.
PDF

ОЦЕНКА НЕОПРЕДЕЛЕННОСТИ ГРАДУИРОВОЧНЫХ ОБРАЗЦОВ ДЛЯ РЕНТГЕНОФЛУОРЕСЦЕНТНОГО ОПРЕДЕЛЕНИЯ СОДЕРЖАНИЯ РЕНИЯ

Аннотация
Для разработки и метрологической аттестации методики выполнения измерений массовых долей рения в металлургических образцах экстракционно-рентгенофлуоресцентным методом приготовили твердофазные образцы-излучатели. В статье проведена оценка значений расширенной неопределенности образцов-излучателей с применением байесовского подхода. Выявлены источники неопределенностей, связанные с приготовлением стандартного раствора, приготовлением экстрагента, проведением процесса экстракции и измерением интенсивности аналитического сигнала: погрешность мерной колбы и пипетки; погрешность измерения времени и температуры экстракции, погрешность расширения объема колбы на стадии приготовления растворов, погрешность весов при измерении массы экстрагента и при измерении массы навески перрената аммония и т.д. Произведена количественная оценка каждого источ-ника неопределенности, оценен вклад в значение расширенной неопределенности всех этапов процесса. При этом установлено, что наибольший вклад в значение суммарной неопределенности вносит погреш-ность, связанная с погрешностью на стадии приготовления экстрагента и стадии экстракционного кон-центрирования и извлечения аналита из жидкой фазы в твердую. Выведено уравнение расчета суммарной стандартной неопределенности. Полученные результаты могут быть использованы при метрологическом обосновании методики выполнения измерений экстракционно-рентгенофлуоресцентного определения содержания рения в металлургических образцах.
PDF

ВЛИЯНИЕ ПРОБИОТИКОВ В СОСТАВЕ КОРМОВОГО СУБСТРАТА НА АМИНОКИСЛОТНЫЙ ПРОФИЛЬ ЛИЧИНОК HERMETIA ILLUCENS

Аннотация
Применение пробиотиков Bacillus subtilis B-8130 и Bacillus licheniformis B-4162 в составе кормовой смеси при выращивании личинок черной львинки Hermetia illucens оказало влияние на особенности аминокислотного профиля личинок. Наибольшее воздействие оказал B. licheniformis В-4162, который вызвал статистически значимое снижение уровня 10 из 18 основных аминокислот, в том числе, серосо-держащих аминокислот цистина и метионина. B. subtilis B-8130 продемонстрировал недостоверную тен-денцию к снижению общего содержания аминокислот, однако статистически значимо по сравнению с контролем снизил содержание цистина.
Выявленные изменения содержания аминокислот в личинках произошли на фоне увеличения их массы по сравнению с контрольной личинкой. Сделано предположение, что снижение уровня аминокислот связано с их расходом на образование глюкозы и метаболической энергии в более интенсивно развивающейся личинке на кормовой смеси с пробиотиком.
PDF

АДСОРБЦИЯ ИОНОВ НИКЕЛЯ ТЕРМОМОДИФИЦИРОВАННЫМ ЛИСТОВЫМ КАШТАНОВЫМ ОПАДОМ

Аннотация
В последние годы внимание исследователей привлекают отходы промышленности и сельского хозяйства, которые можно использовать в качестве сорбционных материалов. Особую группу составляют лигноцеллюлозосодержащие компоненты древесной биомассы (листья, кора, хвоя, плоды и т.д.) и продукты переработки древесины (опилки, стружка, щепа и др.). Преимущества использования последних в качестве реагентов для очистки сточных вод включают простую технику, небольшую обработку, хорошую адсорбционную способность, селективную адсорбцию ионов тяжелых металлов, низкую стои-мость, бесплатную доступность и легкую регенерацию. Среди компонентов древесной биомассы привле-кают внимание листва, которая обладает высокой поверхностью и в условиях Российской Федерации ежегодно опадает, что облегчает ее сбор и использование.
Одними из наиболее токсичных загрязняющих веществ, попадающих в водные объекты со сточными водами промышленных предприятий, являются ионы никеля. Кратко приведены сведения о токсическом действии соединений никеля на живые организмы. В данной работе изучены сорбционные свойства листо-вого каштанового опада по отношению к ионам никеля в концентрации 20 мг/дм3. Максимальное значение сорбционной емкости ЛКО, термомодифицированного при температуре 250°C (ЛКО250), составляет 1,3 ммоль/г для ионов никеля. Обработкой полученной изотермы в рамках моделей сорбции Ленгмюра, Фрейндлиха, БЭТ, Дубинина-Радушкевича установлено, что процесс адсорбции наиболее точно описыва-ется моделью Ленгмюра (R2 = 0,9912). Вычисленная энергия Гиббса, равная -7,86 кДж/моль, свидетель-ствует о протекании самопроизвольной физической адсорбции ионов Ni2+ на поверхности ЛКО250.
PDF