Русский Русский

Архив

Влияние наноструктуры и морфологии поверхности на покрытия Al2O3, проведенной при термохимической обработке

,
 48-64 стр.
Аннотация
Представлено влияние термохимической обработки слоев Al2O3 на их химический состав, наноструктуру, микромеханические и склерометрические свойства, морфологию поверхности. Методом анодирования в трехкомпонентном электролите на постоянном токе были получены посредством алюминиевого сплава EN AW-5251 (AlMg2) оксидные слои. Термохимическая обработка осуществлялась непосредственно в водных растворах Na2SO4·10H2О и Na2Cr2O7·2H2O, а также в очищенной от минеральных солей воде. Представлен способ термохимической обработки, который преобразует структуру поверхности слоев (формирование подслоя из Na2Cr2O7·2H2O и Na2SO4·10H2О) и значительно меняет толщину слоев на 0,37 и 1,77 мкм соответственно. Выявлено, что термохимическая обработка в воде привела к образованию подслоя толщиной 0,63 мкм. Микромеханические испытания показали увеличение поверхностной микротвердости слоев в случае их термохимической обработки в воде и Na2SO4·10H2О, а также снижение в слоях, модифицированных в растворе Na2Cr2O7·2H2O. Наибольшей микротвердостью (7,1 ГПа) обладает слой, модифицированный в растворе Na2SO4·10H2О. Испытания на царапание указывают, что термохимически обработанные слои обладают лучшими адгезионными свойствами, чем контрольный слой. Оптимальную константность по отношению к царапинам продемонстрировал слой в результате термохимической обработки с использованием раствора 10H2О Na2SO4 (наибольшие показатели почти для большинства критических нагрузок), относит его к скользящим контактам, который обеспечивается высокой нагрузочной способностью и незначительной шероховатостью.
PDF

Адсорбция каппа-каррагинана на поверхности хитозана и его сернокислой соли и стабилизация им хитозан-сульфатных наночастиц

,
 5-18 стр.
Аннотация
Исследовать адсорбцию κ-каррагинана на поверхности хитозана при рН 7,4 и хитозана, обработанного разбавленным раствором серной кислоты (рН 2,5-2,7). Разработать методику получения золя сернокислой соли хитозана – сульфата хитозания (СХ) и исследовать его устойчивость во времени в зависимости от использования различных кислот в качестве прекурсоров, и ее повышение при добавках разных концентраций κ-каррагинана.
Методы. Для определения вязкости растворов полимеров, их молекулярной массы и для исследования адсорбции κ-каррагинана на СХ использовался метод капиллярной вискозиметрии. Оценка устойчивости золей во времени проводилась фотометрически.
Результаты. Изучена адсорбция κ-каррагинана на хитозане и СХ: построены экспериментальные изотермы адсорбции κ-каррагинана.на поверхностях хитозана и СХ, рассчитаны константы уравнения Ленгмюра и при помощи них построены полные теоретические изотермы адсорбции. Разработана методика получения гидрозоля СХ с положительным зарядом частиц. Исследована устойчивость золей СХ во времени как без добавок, так и с добавками κ-каррагинана во времени.
Выводы. Адсорбция κ-каррагинана на хитозана и СХ является мономолекулярной. Константа адсорбционного равновесия больше при адсорбции κ-каррагинана на поверхности СХ, а величина максимальной адсорбции – при адсорбции на поверхности хитозана. Из использованных в качестве прекурсоров кислот наибольшую стабильность имеет золь, полученный с использованием лимонной кислоты. При дополнительной добавки к золям защитного коллоида - κ-каррагинана к золям, полученным с использованием соляной кислоты и лимонной кислоты, наибольшей агрегативной устойчивостью обладает золь, полученный с использованием соляной кислоты и добавками каррагинана в диапазоне 0,04-0,06%.
PDF

Энергоэффективные нанокомпозитные мембранно-электродные блоки для химических источников тока

, , , ,
 19-28 стр.
Аннотация
Электродные материалы на основе наночастиц платиновых металлов широко используются для создания альтернативных источников энергии с высокими удельными характеристиками. Промышленные углеродсодержащие носители и перфторированные протонообменные мембраны типа Nafion используются в качестве матриц для формирования электродов топливных элементов. В настоящей работе синтезированы новые эффективные полимер-углеродные катализаторы, модифицированные наночастицами платины. Физико-химические и функциональные характеристики нанокомпозитов изучены методами электронной микроскопии, рентгенофазового анализа, малоуглового рентгеновского рассеяния, а также циклической вольтамперометрии. Обнаружена повышенная каталитическая активность и стабильность сформированных электродов в водородно-кислородных топливных элементах. Получены результаты испытаний водородно-воздушных топливных элементов в модельных условиях работы. Максимальные параметры плотности тока мембранно-электродных блоков обнаружены для нанокомпозитов, сформированных на многостенных углеродных нанотрубках при коэффициенте солюбилизации ω равном 1,5 и содержании платины 0,35 мг/см2. Создание новых мембранно-электродных блоков способствует снижению стоимости химических источников тока, а также повышению их энергоэффективности.
PDF

Использование спектрофотометрического метода для оценки свойств комплексных соединений железа (III), меди (II) и магния с органическими лигандами

, , ,
 29-37 стр.
Аннотация
В данной работе предложена спектрофотометрическая методика оценки влияния органических лигандов на окислительные свойства комплексообразователей (железа (III), меди (II)) и на гетерогенное равновесие в системе «магний-гидрофосфат». Анализ экспериментальных данных показывает, что глутаминовая кислота при концентрации в растворе от 50 до 250 мг/л не влияет на процесс восстановления железа (III), однако взаимодействие меди (II) с глутаминовой кислотой снижает способность Cu2+ к восстановлению на 9% и 39% при концентрации в растворе от 50 до 100 мг/л, соответственно. Наибольшее комплексообразующее взаимодействие с магнием, в системе «магний-гидрофосфат», проявили ингибиторы протонной помпы: рабепразол и пантопразол, а наименьшее – эзомепразол и омепразол.
PDF

Структурно-морфологические характеристики слоистых гидроалюмосиликатов, активированных растворами хлоридов щелочных металлов

, ,
 38-49 стр.
Аннотация
В настоящей работе приведены результаты сравнительного исследования особенностей химического и минералогического составов, а также структурно-морфологических характеристик обогащенной и модифицированных форм глины, содержащей в качестве основной минеральной фазы слоистый гидроалюмосиликат – монтмориллонит. В качестве примесных минералов в глинистом сырье зафиксированы: каолинит, низкотемпературный тригональный кварц, кальцит и иллит, присутствие которых подтверждено с помощью просвечивающей электронной микроскопии и ИК-Фурье спектроскопии. Активацию обогащенной породы проводили посредством обработки растворами хлоридов щелочных металлов – лития, калия и натрия. В ходе изучения опытных образцов показано, что исходная форма глины не содержит в своем составе оксиды Na2O и Li2O. В тоже время, в результате солевой обработки обогащенной гидроалюмосиликатной породы удалось получить продукты с содержанием оксидов лития, натрия и калия, равным 1,96; 3,98 и 6,28 масс. % соответственно. Установлено, что обработка раствором хлорида калия оказывает наиболее значительное влияние на структурно-морфологические характеристики монтмориллонитовой глины. В частности, для образца, обработанного раствором KCl, свойственна повышенная склонность к агрегации частиц и образованию сравнительно крупных зерен сферической формы. Анализ полученных данных показывает, что в указанном активированном продукте практически полностью отсутствует такая минеральная фаза, как кальцит. В ходе экспериментальных исследований зафиксировано, что воздействие на обогащенное глинистое сырье растворами солей LiCl и NaCl практически не изменяет микроструктуру получаемых продуктов.
PDF

Кинетика удаления Cu(II) из водного раствора с использованием нанокомпозита Fe3O4/C

,
 5-12 стр.
Аннотация
В данной работе исследована кинетика сорбции нанокомпозита Fe3O4/C, полученного нагревом на воздухе полиакрилонитрила (ПАН) и FeCl2∙4H2O, методика получения которого описана в предыдущих работах [1, 3]. Основной задачей был расчет сорбционных характеристик и проверка практического применения данного нанокомпозита – возможность очистки из тяжелых металлов из водных источников на примере моделирования сорбции ионов меди из водного раствора шестиводного ацетата меди, в связи с чем в качестве основы исследования интегральных кинетических сорбционных кривых использовались уравнения диффузионной (модель Морриса-Вебера) и химической кинетики (модели псевдо-I порядка Лагергрена, псевдо-II порядка Хо и Маккея), а также модель хемосорбции Еловича. Анализ данных показал, что в общую скорость сорбции вносят вклад и диффузия ионов меди внутрь пор нанокомпозита, и химические взаимодействия между ионами меди и функциональными группами поверхности сорбента, такими как гидроксильными, карбоксильными, карбонильными и т.д., типичными для углеродных сорбентов. Экспериментально емкость данного нанокомпозита при сорбции меди составила 208,4 мг/г, однако при моделировании показано, что данное значение теоретически может быть выше на 37%.
PDF

Определение содержания тритерпеновых сапонинов растительного сырья Scutellaria baicalensis Georgi и Scutellaria galericulata L. в зависимости от возраста растения

, ,
 13-20 стр.
Аннотация
Работа направлена на определение содержания тритерпеновых сапонинов растительного сырья Scutellaria galericulata L. и Scutellaria baicalensis Georgi в зависимости от возраста и морфологической части растения. Объектом анализа были выбраны растения рода Lamiaceae (Scutellaria baicalensis Georgi и Scutellaria galericulata L.), которые были культивированы и заготовлены в виде надземной и подземной частей на территории Астраханской области. В работе анализу подвергалось сырье однолетнего (2019 г.), двухлетнего (2020 г.) и трехлетнего растений (2021 г.). Содержание (%) тритерпеновых сапонинов было определено спектрофотометрическим методом в пересчете на урсоловую кислоту согласно Государственной фармакопеи XIV. В ходе эксперимента установили, что различия содержания в надземной и подземной частях относительно растений первого и второго года жизни не наблюдали, максимально достоверное различие определили для третьего года сбора. Выявили достоверность различий между содержанием сапонинов в надземной и подземной частях для каждого из растений, что прослеживается на протяжении трех лет. Кроме того, наиболее богатой по накоплению тритерпеновых соединений является надземная часть. Достоверные различия в содержании тритерпеновых соединений Scutellaria baicalensis Georgi относительно Scutellaria galericulata L., наблюдались лишь на третий год заготовки сырья. Данные, полученные в проведенном исследовании, характеризуют перспективную возможность дальнейшего изучения растительного сырья Scutellaria baicalensis Georgi и Scutellaria galericulata L., как потенциального источника биологически активных веществ, а именно тритерпеновых соединений.
PDF

Особенности применения озона в обработке воды в экспериментальной установке УЛ-2

, , ,
 21-29 стр.
Аннотация
Ухудшение качества воды в источниках водоснабжения является насущной проблемой как в России, так и во всем мире, поэтому так важно разрабатывать новые методы очистки и фильтрации воды, что оправдывает цель и подчеркивает актуальность и практическую значимость исследований, описываемых в данной статье. В рамках настоящей работы были проведены пилотные испытания по определению доз озона и оценки эффективности применения метода озонирования на ряде станций водоснабжения. С учетом различного химического состава воды в источниках водоснабжения, удобства перевозки и монтажа экспериментального оборудования на месте проведения работ, была создана экспериментальная установка УЛ-2. Установка позволяет моделировать процессы озонирования и фильтрации вод. По результатам проведенных испытаний определяется эффективность метода озонирования, а также формулируются рекомендации по аппаратной реализации процесса озонирования воды и оценка её технико – экономических показателей.
PDF

Экспериментальные исследования влияния озонирования на процесс водоподготовки при проектировании генератора озона

, , ,
 30-40 стр.
Аннотация
Цель – в данной статье рассмотрен новый подход к процессу озонирования воды с точки зрения его аппаратурного оформления для станций водоподготовки централизованного водоснабжения. При этом показано, как количественное применение озона в обработке воды (доза) зависит от химического состава воды и определяется в каждом конкретном случае и требует определения его места в технологической схеме. Подробно рассмотрены рабочие характеристики озонаторов, которые использовались для определения конструктивных требований и нахождения рабочих режимов. Целью настоящих исследований было проведение пилотных испытаний по определению доз озона и оценки эффективности применения метода озонирования на ряде станций водоснабжения, в том числе на ВОС г. Тюмени, источник р. Тура.
Методы: В проведенных исследованиях применялись расчетно- теоретические и экспериментальные методы для определения минимального напряжения, при котором разряд в разрядном промежутке «горит» и построены кривые мощность-амплитуда напряжения. Поскольку, интенсивным параметром, который определяет кинетику синтеза озона, является удельная энергия, то в ходе экспериментов исследовалась концентрация озона на выходе озонатора и ее зависимость от параметров эксперимента. Разработанные методы использовалась при определении проектных решений на станциях водоподготовки РФ.
Результаты: было показано, что напряжение зажигания разряда определяет геометрию самого генератора озона и давление в разрядном промежутке. В результате исследований выявлено, что концентрация озона на выходе озонатора, практически линейно зависит от удельной энергии и эффективная доза озона является ключевым параметром при аппаратурном наполнении озонаторных комплексов.
Выводы: выполненные с ее использованием проекты получили положительное заключение Государственной экспертизы. Оборудование, разработанное с учетом данных, полученных экспериментальным путем, успешно эксплуатируется в составе блоков озоносорбции сооружений водоподготовки.
PDF

ИЗУЧЕНИЕ ВОЗМОЖНОСТИ ПРИМЕНЕНИЯ БЕТУЛИНА В КАЧЕСТВЕ АНТИОКСИДАНТА БУТАДИЕН-НИТРИЛЬНОГО КАУЧУКА

,
 5-14 стр.
Аннотация
Проведены сравнительные испытания фенольных соединений различной структуры (2,6-дитрет-бутил-фенола (ионола) и бетулина (бетулинола, луп-20(29)-ен-3, 28-диола), относящегося к пентациклическим тритерпеновым спиртам лупанового ряда в качестве антиоксидантов эмульсионного бутадиен-нитрильного каучука. Внешний слой березовой коры (береста) содержит до 35-40 % пентациклических тритерпеноидов, среди которых преобладает бетулин. Показано, что применение бетулина позволит не только снизить непроизводительные потери антиоксидантов в процессе синтеза бутадиен-нитрильных каучуков, но и обеспечит снижение негативной нагрузки на окружающую среду за счет снижения концентрации фенолов в промышленных стоках, направляемых на очистные сооружения. Установлено, что в процессе термоокислительного старения бетулин, в сравнении с ионолом, обеспечивает более эффективную защиту вулканизатам на основе бутадиен-нитрильного каучука. Изучение степени сохранения растворимости бутадиен-нитрильного каучука содержащего ионол и бетулин, а также характер изменения реологических свойств каучука и упруго-прочностных свойств композиций на его основе, показало возможность использования бетулина в качестве антиоксиданта карбоцепных полимеров.
PDF