Архив

Исследование особенностей эмульсий подсолнечного масла и влияния эмульгатора на эффективность сорбционной очистки

Аннотация
Эмульгирующая способность поверхностно-активных веществ определяется наличием гидрофобных и гидрофильных функциональных групп. Свойства эмульгатора влияют на средний размер дисперсной фазы. Для приготовления эмульсий использовали пищевое рафинированное подсолнечное масло. В составе масел, даже после рафинации, обнаруживаются небольшие количества сопутствующих компонентов, попадающих после разрушения растительных тканей. Это позволяет эмульгировать растительное масло без добавления поверхностно-активных веществ. В статьи исследовались эмульсии без добавления СПАВ и с лаурилсульфатом натрия, как одним из наиболее распространенных на территории Российской Федерации компонентов моющих средств.
Целью исследований было изучение коллоидно-химических особенностей эмульсий растительного масла в воде и влияния их свойств на эффективность сорбционной очистки. Показано, что лаурилсульфат натрия в количестве 0,05 мг/дм3 в системе «подсолнечное масло-вода» приводит к снижению среднего диаметра капель масла, а также к изменению ζ – потенциала масляной мицеллы, из слабоположительной он переходит в слабоотрицательную область с возрастанием заряда по мере увеличения концентрации эмульгатора. В присутствии эмульгатора эффективность извлечения растительных масел из водных сред сорбционным материалом ОСП600 снижается.
PDF

Анализ физико-химических процессов удаления серы при агломерации рудного сырья

Аннотация
В данной работе проводится анализ физико-химических процессов удаления серы при агломерации железорудного минерального сырья, для построения технологически эффективной модели переработки. Рассматриваются термодинамические аспекты образования сульфатов, с учётом особенностей десульфурации окускованных рудных материалов при наличии соединений щелочно-земельных металлов в шихте агломератов, когда сернистый газ ими частично улавливается. Установлено, что добавка известняка к концентрату и чистому пириту не оказывает заметного влияния на удаление серы из шихты в диапазоне температур 600-900°C при кратковременных обжигах из-за слабого поглощения сернистым газом карбоната кальция. Анализ процессов агломерации сернистых железорудных материалов, обнару-жил, что свободная известь хорошо поглощает серу, так как для поглощения известняком необходима промежуточная ступень – диссоциация карбоната кальция. Исследованы факторы, способствующие де-карбонизации, что приводят к более полному удалению сульфидной серы из окускованных железорудных материалов. Проведенный авторами термодинамический анализ, позволил научно обосновать наблюдае-мую экспериментально интенсификацию реакции диссоциации сульфатов с повышением температуры, снижением парциального давления кислорода в печной атмосфере при переработке железорудного агло-мерата. Полученные в исследовании данные показывают, что в окислительных и слабоокислительных условиях сульфаты разлагаются при повышении температуры, если обеспечен их контакт с окислами кремния и железа или алюминия, а образование расплава ускоряет массообмен и способствует обессери-ванию. Выявлено, что при этом интенсифицируется жидкофазное спекание, тормозящее выделение газов. В условиях аглопроцесса в целом атмосфера окислительная, хотя в отдельных микрообъемах вблизи горя-щих частичек кокса возможен восстановительный потенциал газовой фазы. Поэтому имеет смысл рас-смотреть равномерное соотношение между сульфатной и сульфидной серой в различных газовых средах.
PDF

Обзор ПАВ-заводнения в качестве метода увеличения нефтеотдачи и применимости технологии микрокапсулирования для повышения эффективности ПАВ-заводнения

Аннотация
Проблема увеличения степени извлечения нефти из пластов-коллекторов остается актуальной на протяжении нескольких последних десятилетий.
В настоящее время наблюдается стремительный рост интереса к химическим методам увеличения нефтеотдачи для интенсификации добычи нефти, в частности, заводнения поверхностно-активными веществами (ПАВ).
В настоящей статье описываются факторы, влияющие на эффективность ПАВ-заводнения, и эффект адсорбции на экономическую составляющую технологии. Для решения проблемы адсорбции, препятству-ющей масштабному внедрению ПАВ-заводнения, предлагается использование технологии микрокапсулиро-вания ПАВ в твердую оболочку.
PDF

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

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

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

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

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

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

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

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