Русский Русский

Архив

АНАЛИЗ МАГНЕТИТА В НАНОКОМПОЗИТЕ FE3O4/C

, , , ,
 30-41 стр.
Аннотация
В настоящей работе представлены результаты исследования магнетита в нанокомпозите Fe3O4/C, полученном при пиролизе на воздухе гетерогенной системы, включающей тетрагидрат хлорида железа (II), соль, являющаяся источником наночастиц (НЧ) магнетита, а также полиакрилонитрил (ПАН), полимер, являющийся источником углеродной оболочки для защиты указанных НЧ от таких факторов, как агрегация. Для изучения и последующего определения пути формирования НЧ магнетита ис-пользовались методы, такие как мессбауэровская спектроскопия (МС) и рентгенофазовый анализ (РФА). Присутствуют два вида НЧ в исследуемой системе: ферримагнитные (ФМ) и суперпарамагнитные (СПМ), различие которых четко отслеживается при снятии мессбаэуроских спектров – в виде секстетов и дублетов соответственно. Установлено, что все НЧ магнетита формируются в соответствии с це-почкой реакций, промежуточным звеном которой является карбонат железа двухвалентного, хорошо из-вестный своим разложением при нагревании в магнетит: FeCl2 → FeCO3 → Fe3O4. Данное превращение происходит в температурном интервале, начиная с 200оС до 400оС, при превышении которого способ-ность углеродной оболочки к защите НЧ постепенно утрачивается, что приводит к агломерации и окис-лению в гематит α-Fe2O3.
Для исследования полученного магнетита проведены оценка разброса по размерам кристаллитов и степени нестехиометрии. Средний размер кристаллита по разным подсчетам составляет 9-10 нм.
Для сохранения свойств НЧ важно помнить о методах хранения, поэтому проведена МС нанокомпози-та Fe3O4/C после хранения на воздухе при комнатной температуре в течение 1 года, установив, что про-изошли агломерация всех СПМ НЧ магнетита и увеличение процента вакансий в ФМ НЧ.
PDF

ПОЛУЧЕНИЕ ФЕНОЛФОРМАЛЬДЕГИДНЫХ СОРБЕНТОВ ИЗ ОТХОДОВ КОЖЕВЕННОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ

, , ,
 42-52 стр.
Аннотация
Кожевенная промышленность относится к материалоемким отраслям, в которых стоимость сырья составляет около 70-80% себестоимости готовой продукции, поэтому рациональное использование сырьевых ресурсов за счет утилизации отходов имеет особое значение. 40-50% по площади может быть использовано, остальная часть обычно направляется на захоронение или сжигание. Как в первом, так и во втором случае это является не только экономически не рациональным, но и также экологически опасным способом избавления от этих отходов. Одним из путей утилизации таких отходов (гольевая и спилковая обрезь) является переработка их в гидролизаты и использование в производстве желатина, клеев и строительных материалов. В данной работе изучена возможность использования гидролизатов коллагена в качестве модификатора фенолформальедгидных смол. Исследована сорбция ионов тяжелых металлов олигомерным сорбентом, полученным модифицированием фенолформальдегидных смол гидролизатом коллагена, при различных значениях рН, температуры, размерах частиц, концентрации ионов металла. Определены физико-технические характеристики адсорбента.
PDF

КОРРЕЛЯЦИЯ УГЛЕВОДОРОДНЫХ И НЕУГЛЕВОДОРОДНЫХ КОМПОНЕНТОВ РАССЕЯННОГО ГАЗА В КРИОЛИТОЗОНЕ ЗАПАДНОЙ СИБИРИ

, , ,
 53-66 стр.
Аннотация
Cостав рассеянного газа криолитозоны Западной Сибири характеризуется неоднородностью распределения углеводородных и неуглеводородных компонентов как по площади, так и по разрезу. Данная работа проведена для оценки влияния литологического состава на следующие показатели: метан и его гомологи, олефины и водород. Анализ основан на хроматографическом анализе 199 проб, отобранных из 6 скважин. Выбран профиль скважин широтного распространения для того, чтобы захватить как можно большее разнообразие в литологии в пределах участка работ. Пробы отобраны на участке, распо-ложенном в пределах многопластового газоконденсатного месторождения в Надымском районе Ямало-Ненецкого автономного округа в зоне сплошного залегания многолетнемерзлых пород (ММП). Для миними-зации влияния внешних факторов на полученные данные для исследования был использован керн неглубоких скважин, который проходил дегазацию и дальнейший хроматографический анализ для определения углево-дородных компонентов от С1 до С8, а также неуглеводородных газов: водорода, углекислого газа и гелия. За основу работы были взяты результаты по водороду, олефинам, метану и его гомологам до С7. Постро-ены схемы корреляции на основе литологического состава, а затем по содержанию отдельных компонен-тов в скважинах, произведена межскважинная корреляция с распределением показателей. В результате выяснилось, что практически всегда на границе литологических разностей значения газосодержания по-нижаются, причем падение значений на границах пластов различного состава никак не влияет на распре-деление компонентов в пределах отдельных пропластков, то есть они не накапливаются в значительном количестве, то данное явление не попадает под понятие «геохимический барьер» в связи с чем предлага-ется понятие «геохимического экрана».
PDF

ПЛАТИНА-РУТЕНИЙ ДЛЯ МЕТАНОЛЬНЫХ ТОПЛИВНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ

, , , ,
 7-15 стр.
Аннотация
Cоздание эффективных материалов для функционирования новых химических источников тока к настоящему времени является актуальной задачей. В топливных элементах могут быть использованы экологически чистые и энергетические ресурсы, такие как водород и углеродное биотопливо (метанол и этанол), которые имеют широкий спектр потенциальных применений от портативных устройств до электростанций. Внимание исследователей привлекает разработка метанольных топливных элементов, благодаря их компактной конструкции, жидкому топливу, низкой рабочей температуре и высокой удельной мощности. Однако коммерциализация подобных источников энергии по-прежнему является сложной задачей из-за высокого содержания платины на электродах, высокой стоимости благородных металлов, малой долговечности и замедленной кинетике как анодных, так и катодных реакций. Повыше-ние активности и снижение загрузки Pt являются двумя основными задачами в развитии технологии ме-танольных топливных элементов. В работе химическим восстановлением в обращенных микроэмульсиях были синтезированы биметаллические наночастицы Pt-Ru для оценки параметров метанольных топлив-ных элементов. В качестве матрицы-носителя был использован пористый никель, который формировался темплатным синтезом в размеро-задающей маске металлического алюминия. В результате проведенных экспериментальных исследований метанольных мембранно-электродных блоков топливных элементов на основе пористого никеля с наночастицами Pt и Pt-Ru установлено, что максимальные показатели напря-жения и плотности тока достигаются при использовании электродов на основе наночастиц платина-рутений с размером частиц не более 3 нм, содержанием катализатора 0.2 мг/см2 и температуре 60оС.
PDF

ПЕРСПЕКТИВНЫЕ МОНОМЕРЫ И ОЛИГОМЕРЫ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ АРОМАТИЧЕСКИХ ПОЛИЭФИРОВ НА ИХ ОСНОВЕ

, , ,
 16-26 стр.
Аннотация
Методом высокотемпературной поликонденсации в среде апротонного диполярного растворителя в атмосфере инертного газа синтезированы новые галогенсодержащие олигоэфиркетоны, а также разработаны способы получения новых мономеров и олигомеров, пригодных для получения ароматических полиэфиров на основе галогенсодержащих мономеров с заменой традиционного 4,4-дифторбензофенона на хлорсодержащий мономер. Представлено обоснование выбора задачи исследования, техническая и экономическая стороны проблемы и пути ее решения. Задача синтеза мономеров и олигомеров для последующей полимеризации ароматических полиэфиров обусловлена важностью обеспечения взаимосвязи свойств синтезируемого полимера от перечня и характеристик использованных базовых ма-териалов. Таким образом, разработаны способы получения мономеров и олигомеров на их основе, исследо-ваны корреляционные зависимости свойств полученных материалов от состава и количества использо-ванных наполнителей. Описаны реакции нуклеофильного замещения для получения олигомеров. Определены структуры полученных мономеров и олигомеров и установлены возможные области их применения, приве-дены данные об исследовании свойств полученных материалов методами ИК-спектроскопии, элементного и рентгеноструктурного анализа, ТГА, ДСК и др. Предложена практическая значимость и применимость полученных материалов и изделий для различных назначений, с учётом требований, предъявляемых к ма-териалам с высокой теплостойкостью, физико-механическими, эксплуатационными характеристиками.
PDF

ИССЛЕДОВАНИЕ СОСТАВА ОРГАНИЧЕСКИХ КИСЛОТ В ЖМЫХЕ ПЛОДОВ ОБЛЕПИХИ КРУШИНОВИДНОЙ

, , , , ,
 27-36 стр.
Аннотация
Облепиха крушиновидная – это уникальное растение, о лечебных свойствах которого известно еще с древности. Наибольшую ценность в медицинской практике представляет продукт переработки плодов этого растения – облепиховое масло. На сегодняшний день существует проблема утилизации жмыха после получения масла методом холодного отжима. Органические кислоты, содержащиеся в плодах облепихи являются водорастворимыми, поэтому в полученное масло экстрагируется их минимальное количество, а вся основная часть остается в жмыхе. Органические кислоты являются незаменимыми элементами, необходимыми для нормальной жизнедеятельности организма человека, исследование их со-става в жмыхе в дальнейшем позволило бы обосновать его использование в качестве вторичного сырья для различных отраслей промышленности. Таким образом, целью нашего исследования было изучение хи-мического состава органических кислот в жмыхе облепихи крушиновидной методом высокоэффективной жидкостной хроматографии. На основе полученных данных можно сделать вывод о том, что содержа-ние органических кислот в жмыхе довольно высоко. В связи с чем наиболее рациональным решением будет являться реализация безотходного производства облепихового масла, предполагающая использование оставшегося сырья (жмыха) в качестве вторичного сырья для различных отраслей промышленности.
PDF

ПОЛУЧЕНИЕ ГЛИКОЛЕВОЙ КИСЛОТЫ С ПРИМЕНЕНИЕМ ЭЛЕКТРОДИАЛИЗА

, , , ,
 37-53 стр.
Аннотация
С каждым днем о проблеме экологии говорят все больше и больше. Как ни странно, но данная проблема не потеряет свою актуальность еще долгое время. Современная жизнь невозможна без химии: ее процессы и продукты используют все индустрии: и добывающие, и обрабатывающие, и сельское хозяйство, и сфера услуг. Истощение природных ресурсов и проблема отходов привели науку к выводу: человечеству нужно кардинально изменить промышленные технологии, чтобы сохранить планету. Химии предстоит стать зеленой – максимально безотходной и экологичной, так как каждый год возникает все больше и больше предприятий, наносящих вред природе. Соответственно, необходимо радикально подходить к данной проблеме, что в результате может открыть новые пути для развития всей промышленности. В большинстве случаев в каждой отрасли производства есть способы сокращения вредных выбросов и вреда окружающей среде. Для этого разрабатываются все новые и более «чистые» способы получения продукции. Целью статьи является разработка способа получения гликолевой кислоты с применением ме-тода электродиализа. Данный метод позволяет получить гликолевую кислоту в промышленных количе-ствах с большим выходом продукта и минимальным вредом для окружающей среды. В результате иссле-дования разработана технологическая схема установки конверсии гликолята натрия в гликолевую кислоту мощностью 5 т/ч, произведен подбор оборудования, на основе технико-экономического анализа оценены: себестоимость продукта, рентабельность производства и срок окупаемости.
PDF

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

,
 54-60 стр.
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

, , ,
 61-73 стр.
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

, , , ,
 74-82 стр.
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