Главная – Журналы – Химия в интересах устойчивого развития 2012 номер 2

Обсуждаются новые данные по содержанию трития в поверхностных, грунтовых и подземных водах района проведения аварийного мирного подземного ядерного взрыва "Кратон-3" 24 августа 1978 г. Ранее исследования на объекте "Кратон-3" в основном были посвящены определению поверхностного радиоактивного загрязнения таежного ландшафта в момент взрыва и дальнейшего перераспределения и миграции радионуклидов с загрязненных участков под действием экзогенных и биогенных процессов. Впервые рассмотрен вопрос об открытости подземного источника радиоактивности. На основе анализа радиоэкогеохимических данных сделан вывод о значительном поступлении радионуклидов из полости взрыва на дневную поверхность земли.

С использованием методов ферромагнитного резонанса и электронной микроскопии исследовано диспергирование массивного никеля и его сплавов при их взаимодействии с реакционной средой (1,2-ди-хлорэтан и водород), сопровождающееся интенсивным ростом углеродных нановолокон. Показано, что во всех случаях образуются достаточно однородные наночастицы никеля с характерными размерами 200-300 нм. Продемонстрирована эффективность использования данного метода для изучения процесса образования никелевых частиц на самых начальных стадиях реакции, в том числе и в течение индукционного периода, когда использование методов электронной микроскопии малоэффективно.

Рассмотрен процесс глубокого окисления метанола в водных растворах с содержанием метанола не более 2.0 мас. % в интервале температур 250-450 °С. Эксперименты проводились на промышленных катализаторах на основе оксида алюминия с активными компонентами: платиной, оксидами меди, хрома, железа и магния. Минимальная концентрация метанола после окисления (≤3 мг/дм³) достигается для катализатора CuO/Cr₂O₃/Al₂O₃. Скорее всего, окисление метанола на катализаторах данного типа протекает по механизму Марса - ван Кревелена, в котором активной формой кислорода, ответственной за глубокое окисление, служит решеточный кислород катализатора. Получены ТПД-спектры кислорода, метанола, воды, метанола и воды при их совместном присутствии в интервале температур 100-950 °С.

Изучены состав, строение поверхности (в том числе, после отжига при высоких температурах) и каталитическая активность в реакции паровой конверсии нафталина Ce-, Zr- и Mn-содержащих оксидных слоев, полученных методом плазменно-электролитического оксидирования на титане. Состав и строение оксидных систем исследованы методами рентгенофазового, энергодисперсионного анализа и сканирующей электронной микроскопии. Показано, что Ce-, Zr-содержащие структуры обладают достаточно высокой термической стабильностью: элементный, фазовый состав, строение их поверхности практически не изменяются после отжига на воздухе при температурах до 800 °С. Каталитические исследования показали достаточно высокую активность Ce-, Zr-содержащих покрытий в реакции паровой конверсии нафталина при температурах до 850 °С. Mn-содержащие оксидные структуры имеют развитую поверхность, покрытую нановискерами, которые не обнаружены после термической обработки. Mn-содержащие оксидные системы показали меньшую степень конверсии нафталина по сравнению с Се-, Zr-содержащими покрытиями, что может быть связано со значительным изменением их поверхности и образованием при высоких температурах малоактивных сплавленных силикатов марганца.

Приведены результаты определения валового содержания свинца и ртути в торфяных залежах олиготрофного болота в Западной Сибири. Показано, что современный уровень атмосферных выпадений свинца незначительный, концентрации свинца в верхних горизонтах торфяных залежей значительно ниже уровня фоновых значений, установленных для других территорий. Данные по концентрации ртути сопоставимы с результатами, полученными ранее для других фоновых участков. Выявлена зависимость распределения элементов от физико-химических свойств торфов. Обнаружено избирательное поглощение тяжелых металлов гуминовыми и фульвокислотами органического вещества торфов.

Исследован ряд экологически чистых высокоэффективных бифункциональных катализаторов скелетной изомеризации гексана. Показано, что активность катализаторов преимущественно определяется кислотными свойствами. Выявлены зависимости скорости реакции и селективности по целевым продуктам от концентрации льюисовских кислотных центров, в то время как содержание бренстедовских кислотных центров поддерживалось примерно постоянным. Полученные данные могут служить основой для разработки отечественных высокоэффективных катализаторов скелетной изомеризации легких бензинов, с помощью которых можно получать разветвленные изомеры углеводородов С₅-С₈ с октановым числом 92-105.

Разработан метод получения серосодержащих гранулированных сорбентов с использованием отходов производства эпихлоргидрина, содержащих около 76 % 1,2,3-трихлорпропана. Взаимодействие отходов с полисульфидом натрия осуществляется в присутствии частиц нефтекокса, служащих центрами поликонденсации. Полученные сорбенты способны извлекать из водных растворов металлы и обладают следующей сорбционной емкостью, мг/г: Zn до 74, Cd до 31, Hg до 152, Cu до 25. Обсуждается механизм сорбции.

Изучен состав полициклических ароматических углеводородов, образующихся в процессе термолиза (160-650 °С) смолисто-асфальтеновых компонентов тяжелой нефти из пермокарбоновой залежи месторождения Усинское (Республика Коми). Показано, что молекулы смол и асфальтенов нефти содержат одинаковый набор ароматических фрагментов. В их составе идентифицированы би- и трициклические конденсированные ароматические углеводороды и их (С₁-С₃)-алкилпроизводные, тетра-, пента-, гексациклические и фенилзамещенные (дифенил-, фенилнафталины, терфенилы, фенилфенантрены) соединения. Преобладают три- и тетрациклические ароматические углеводороды, которые станут основой состава масляных фракций, получаемых при термической переработке тяжелого углеводородного сырья.

Исследовано влияние параметров процесса кристаллизации и подготовки исходного сырья на качество тетрагидрата ацетата марганца. Выявлены оптимальные параметры проведения процесса кристаллизации. Приведены результаты исследований по влиянию процесса выщелачивания карбоната марганца на очистку от примесей ионов кальция и хлора. Предложена малоотходная технологическая схема производства тетрагидрата ацетата марганца высокой чистоты.

Исследованы закономерности превращения диметилдисульфида в среде гелия в присутствии твердых катализаторов, различающихся кислотно-основными свойствами. Катализаторы, содержащие на поверхности преимущественно бренстедовские кислотные центры или сильные основные центры, обладают низкой активностью. Под действием слабых льюисовских кислотных центров диметилсульфид образуется с низкой скоростью, но с увеличением силы этих центров скорость образования диметилсульфида растет. Для проявления катализатором высокой активности в образовании диметилсульфида необходимо наличие на его поверхности как сильных льюисовских и бренстедовских кислотных центров, так и основных центров умеренной силы. Результаты кинетических исследований свидетельствуют о том, что до 200 °С реализуется параллельная схема реакции, а при более высокой температуре - последовательная. Порядок реакции в зависимости от концентрации субстрата изменяется от первого до нулевого. Скорость образования диметилсульфида увеличивается с ростом температуры, кажущаяся энергия активации составляет (55±1) кДж/моль. Селективность образования диметилсульфида при полной конверсии субстрата достигает 50-60 %.

Методами рентгенофазового анализа, ИК- и КР-спектроскопии, термогравиметрии и химического анализа исследовано осаждение цитратов висмута (III) из растворов хлорной, азотной и хлороводородной кислот при добавлении к ним растворов лимонной кислоты или трехзамещенного цитрата натрия. Определены условия образования соединений состава BiC₆H₅O₇, BiОC₆H₇O₇ · H₂O и Bi₆(OH)₆(C₆H₅O₇)₄ · 6H₂O. Показано, что цитрат висмута (III) состава BiC₆H₅O₇, используемый в медицине при синтезе фармацевтических препаратов и в микробиологии при производстве бактерийных препаратов, целесообразно получать осаждением из азотнокислых растворов производства соединений висмута с добавлением
к ним растворов лимонной кислоты; молярное отношение цитрат-ионов к ионам висмута в растворе должно составлять 1.1-1.2, температура процесса - (60±5) °С.

The bottom ash and fly ash investigated in this study originated from the bubbling fluidized bed boiler at the large-sized (246 MW) combustion plant of a pulp and paper mill complex. Approximately 40 % of the energy produced by the boiler originated from the incineration of commercial peat fuel, and approximately 60 % from the incineration of clean forest residues (i.e. bark, woodchip and sawdust). Due to the low heavy metal concentrations (As, Cd, Cr, Cu, Hg, Pb, Ni and Zn) in the bottom ash and fly ash, these residues are potential forest fertilizers as such. However, additional Ca is needed for the bottom ash, because its Ca concentration of 5.8 % (d.w.) was lower than the statutory Finnish minimum limit value of 6.0 % (d.w.) for Ca in forest fertilizers. Except for potassium, nutrients and heavy metals were enriched in the fly ash. Compared to the total phosphorous content, which was 0.2 % (d.w.) in the bottom ash and 1.3 % (d.w.) in the fly ash, the water soluble phosphorous content in both ashes was negligible (<0.01 %; d.w.). This finding is discussed on the basis of the minerals observed in the XRD data for the ashes, as well as on the grounds of findings reported by other researchers.

Впервые для изучения влияния кислот Льюиса на изменение кислотно-основных свойств суспензий целлюлозы применен метод pK-спектроскопии. На основании полученных pK-спектров целлюлозы до и после ее модифицирования в растворе тетрахлорида титана показано, что воздействие тетрахлорида титана на целлюлозу приводит к ослаблению связи ионов водорода с соответствующими кислотно-основными группами, при этом количество этих групп остается неизменным. Получаемая под действием тетрахлорида титана порошковая целлюлоза отличается от исходной (волокнистой) повышенной ионообменной емкостью.

Серия сульфидов пинанового ряда получена на основе (1S)-(-)-β-пинена и его оксида. При асимметрическом окислении β-гидроксисульфида с фрагментом 2-меркапторэтанола с использованием в качест-ве окислительной системы Ti(O-i-Pr)₄/R-C₆H₅CH(OH)COOH/t-BuOOH получен диастереомерно чистый гидроксисульфоксид пинановой структуры.

Изучена стабильность катехинов зеленого чая в твердой фазе и в водных растворах при хранении; определены скорости их деградации в зависимости от внешних условий. Изучена стабильность катехинов при механической активации, показана возможность получения механокомпозита, состоящего из растительного сырья и аскорбиновой кислоты и обладающего повышенной стабильностью.

Получены хелатные комплексы ионов селена и йода с пептидами белка эластина. Исследованы параметры сорбции селен- и йодсодержащих хелатных комплексов эластина на природных цеолитовых туфах в зависимости от концентрации хелатного комплекса и времени контакта хелатного комплекса с туфом.