Архив

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

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

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

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

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

СТРУКТУРА ИОНИТА, СИНТЕЗИРОВАННОГО НА ОСНОВЕ ФЕНОЛФОРМАЛЬДЕГИДНОЙ СМОЛЫ И ГИДРОЛИЗАТА КОЛЛАГЕНА ДЕРМЫ

Аннотация
Синтезирована ионообменная слабокислотная фенолформальдегидная смола способная адсорбировать тяжелые металлы. В качестве модификатора смолы для придания ионообменных свойств использовался новый материал – гидролизат коллагена дермы. Методами ИК- и ЭПР-спектроскопии установлено, что активными центрами полученного сорбента являются карбоксильные и аминогруппы. Предполагается, что наличие аминогрупп повышает сорбционную емкость в условиях нормальной температуры. Методом ЭПР-спектроскопии установлено, что адсорбированный ион тяжелого металла становится в аксиальное положение.
С помощью электронного микроскопа установлено, что снижение жидкостного коэффициента (ЖК) гидролизата приводит к увеличению пористости ионита (до ЖК8), в результате чего и к увеличению сорбционной емкости, при дальнейшем снижении жидкостного коэффициента вероятно, что количество гидролизованных белковых молекул вшивается в структуру смолы с частотой достаточной, чтобы препятствовать порообразованию. Согласно исследованиям поверхности ионита, синтезированный ионит можно отнести к макропористым катионитам – размер пор ионита достигает 37,3 мкм.
PDF

СПЕКТРАЛЬНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ КОМПЛЕКСОВ ТРИПТОФАНА И ФЕНИЛАЛАНИНА С МАГНИЕМ (II) И ЦИНКОМ (II)

Аннотация
Одной из основных задач современной науки является поиск и синтез соединений с заданными полезными свойствами. Пристального внимания заслуживает исследование смешаннолигандных металлокомплексов, содержащих ионы металлов и различные лиганды, в качестве которых выступают биологически активные молекулы. В работе проведен синтез комплексов фенилаланина и триптофана с магнием (II) и цинком (II), изучены некоторые физические свойства полученных веществ. Получены ИК- и УФ-спектры синтезируемых веществ. В ИК-спектрах комплексов наблюдается смещение и пропадание некоторых характеристических частот. В УФ-спектрах наблюдается исчезновение флуоресценции, характерное для отдельных аминокислот. Выдвинуто предположение об участии в этом эффекте металла. Исследованы физические свойства синтезируемых веществ, в частности, проанализированы температуры плавления и растворимость комплексов в воде. Наблюдается уменьшение температур плавления по сравнению с исходными веществами, а также падение растворимости. Таким образом, полученные результаты указывают на успешность синтеза металлокомплексов Mg (II) и Zn (II) c фенилаланином и триптофаном. Практическая значимость синтезируемых веществ заключается в использовании металлокомплексов в медицине, сельском хозяйстве и других отраслях науки и техники, как биодобавок, лекарственных средств или для физических исследований.
PDF

ИЗБЫТОЧНЫЕ ТЕПЛОЕМКОСТИ ТРЕХКОМПОНЕНТНЫХ СИСТЕМ И ИХ РОЛЬ В РАСЧЕТЕ ТЕПЛОВОГО БАЛАНСА РЕКТИФИКАЦИИ

Аннотация
Работа посвящена изучению влияния реальных значений теплоемкости тройных смесей на энергозатраты процесса в ректификационной колонне. Представлены результаты анализа имеющихся справочных экспериментальных данных для шести тройных систем и их бинарных составляющих в виде диаграмм изолиний избыточных теплоемкостей. Рассчитаны аддитивные и избыточные значения теплоемкостей тройных смесей, парожидкостное равновесие и разные режимы, в том числе режимы экстрактивной ректификации. Показано, что зависимости избыточной теплоемкости от состава тройных смесей имеют сложный характер и использование реальных значений позволяет оценивать энергозатраты более корректно.
PDF

ДИСПЕРСНЫЙ СОСТАВ СУСПЕНЗИЙ, ПОЛУЧАЕМЫХ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ БИСЕРНЫХ МЕЛЬНИЦ

Аннотация
В статье приведены результаты экспериментальных исследований процесса диспергирования твёрдых материалов в жидкой среде с использованием бисерной мельницы. Описана методика проведения экспериментов. Для характеристики исследуемого процесса были использованы дифференциальные и интегральные функции распределения частиц твёрдой фазы в суспензиях. В результате проведенных исследований установлено влияние на дисперсный состав получаемых суспензий и удельную поверхность твёрдой фазы основных технологических параметров: продолжительности размола, расхода суспензии, частоты вращения ротора мельницы, количества твёрдой фазы и добавления в исходную суспензию поверхностно активного вещества. Установлено, что в бисерной мельнице происходит преимущественно дробление крупных фракций твёрдого материала, находящегося в исходных суспензиях. Был также иссле-дован многократный процесс измельчения.
PDF