Главная – Журналы – Химия в интересах устойчивого развития 2013 номер 2

Кислотно-каталитическую конденсацию 1,3-бутадиена с пара-хинонами и окисление получаемых аддуктов можно проводить в одну технологическую стадию в присутствии водных растворов Мо–V–P гетерополикислот (ГПК) общего состава H_aP_zMo_yV_xO_b. Эти растворы обладают бифункциональными каталитическими свойствами, будучи одновременно сильными бренстедовскими кислотами и довольно сильными обратимо действующими окислителями. Конденсация 1,4-нафтохинона с 1,3-бутадиеном в растворах ГПК приводит к получению 9,10-антрахинона (АХ) в смеси с тетрагидроантрахиноном (ТГА) и дигидроантрахиноном (ДГА). В ходе одностадийного процесса, проходящего без использования органических растворителей, раствор ГПК восстанавливается, и из него почти количественно выпадает малорастворимая смесь ТГА, ДГА и АХ (до 50 %). Выход и чистота АХ могут быть значительно повышены за счет использования органических растворителей, смешивающихся с водой (например, ацетон, 1,4-диоксан), а также высокованадиевых ГПК состава H₁₅P₄Mo₁₈V₇O₈₉ и H₁₇P₃Mo₁₆V₁₀O₈₉. Оптимизация процесса позволила получить продукт, содержащий не менее 90 % АХ. Полученные в работе результаты открывают перспективы создания малоотходного одностадийного процесса производства АХ из 1,3-бутадиена и 1,4-нафтохинона.

Исследованы атмосферные взвеси районов двух дальневосточных городов – Владивостока и Уссурийска. В трех из 21 пар проб свежевыпавшего снега и суховоздушных взвесей, собранных в различных районах этих городов, обнаружены нано- и микрочастицы железа, хрома, свинца и цинка. При этом наночастицы зафиксированы в пробах, отобранных рядом с гальваническим производством, микрочастицы – вблизи дорог, насыщенных автотранспортом.

Исследован процесс получения благородных металлов (золото, серебро, платина, палладий) и теллура, включающий следующие технологические стадии: растворение золотосеребряного сплава в азотнокислых растворах в присутствии нитрата аммония под давлением газовой фазы; очистка растворов выщелачивания сорбцией (от платины и палладия) и гидролитическим осаждением (от меди и теллура); электроэкстракция серебросодержащих растворов с получением катодного серебра; кондиционирование и аффинаж золотого шлама; электроэкстракция элюатов, содержащих платиноиды; получение теллурового концентрата. Установлены количество и вид линейно независимых реакций растворения исходного сплава, выявлены основные компоненты для стехиометрического описания химических превращений в системе. Дана математическая оценка количественных изменений многокомпонентной гетерогенной системы с участием поливалентного азота.

Определены уровни накопления полициклических ароматических углеводородов (ПАУ) в природных объектах на территории рассеивания выбросов Иркутского алюминиевого завода “ИркАЗ-СУАЛ”: в снежном покрове, почве, хвое сосны (Pinus sylvestris L.) и лиственницы (Larix sibirica), в воде и донных отложениях р. Олхи, – а также приземном аэрозоле в г. Шелехов. Выполнена оценка степени загрязнения района г. Шелехов соединениями ПАУ в рамках ПДК и фоновых уровней, сделан вывод о распространении ПАУ от источника эмиссии на ограниченной территории. В составе выделенных фракций ПАУ методом хромато-масс-спектрометрии идентифицировано и определено 14 аренов, в том числе включенных в список приоритетных органических загрязнителей.

Представлены результаты исследования цитотоксического и иммуномодулирующего действия нанокомпозитов серебра Ag15 (7.8 % Ag) и Ag13 (5 % Ag) с поли-1-винил-1,2,4-триазолом и платины с арабиногалактаном на первичные и трансформированные клетки человека in vitro. Показано, что нанокомпозиты металлов с биополимерами обладают более выраженным цитотоксическим эффектом по сравнению с металлическими наночастицами и не индуцируют воспалительной реакции в исследуемых клеточных линиях. Установлено, что нанокомпозит серебра Ag15 обладает избирательной цитотоксичностью по отношению к клеткам аденокарциномы шейки матки HeLa.

Приведены результаты восстановления модели нефтешлама от загрязнения с помощью комплексного микробиологического и физико-химического метода. Показано, что отмыв моющей композицией снижает загрязненность грунта на 55–75 %. Последующая биодеструкция аборигенной микрофлорой дополнительно снижает загрязнение за месяц на 20–30 %. В механической части шлама микрофлору целесообразно стимулировать азот- и фосфорсодержащими минеральными субстратами, а в отработанной воде минеральное питание обеспечивается компонентами композиции. Изменения структурно-группового и индивидуального состава углеводородов в отработанной воде соответствуют начальной стадии биодеградации, а в отмытом грунте – средней, что свидетельствует о низкой активности аборигенной микрофлоры.

Исследован процесс сжигания метана в псевдоожиженном слое сферического оксидного катализатора, содержащего смешанный хромит меди и магния на упрочненном оксиде алюминия (ИК-12-73), в зависимости от температуры и концентрации метана в смеси с воздухом. Показано, что степень окисления метана до СО₂ при его содержании 2 об. % возрастает от 72 % при 500 °С до 99 % при 700 °С. Увеличение концентрации метана до 8 об. % не приводит к снижению степени окисления метана в области температур 600–750 °С. Показано, что концентрация оксидов азота при сжигании метана при температурах 500–750 °С не превышает 3–5 м. д. Присутствие в реакционной смеси СО и Н₂ не приводит к увеличению степени окисления метана при объемном соотношении СН₄/(СО + Н₂) = 4 : 19.

Представлены результаты исследования цитотоксических и иммуномодулирующих свойств золотых наночастиц разного диаметра (12, 16, 22 и 35 нм) на первичных и трансформированных клетках in vitro. Исследованы их локализация и распределение в клетке. Установлено, что наночастицы золота нетоксичны в диапазоне концентраций 0.06–6 мкг/мл для всех использованных клеточных культур, активно проникают в клетку и накапливаются внутри вакуолей различных размеров, селективно активируют провоспалительный иммунный ответ в зависимости от размера наночастиц и типа клеток.

В поверхностной воде и донных осадках оз. Гусиное (бассейн оз. Байкал) определены концентрации и профили 19 полициклических ароматических углеводородов (ПАУ). Обнаружено, что суммарное содержание ПАУ составляет 7.1–33.7 нг/л в поверхностной воде и 42.6–221.8 нг/г сухой массы в донных отложениях. Показано, что присутствие ПАУ в образцах поверхностной воды и донных отложениях оз. Гусиное обусловлено преимущественно локальными источниками пиролитической природы.

В донных отложениях и поверхностной воде оз. Гусиное (бассейн оз. Байкал) определены содержание и профили хлорорганических пестицидов и полихлорированных бифенилов. Проведена оценка путей их поступления в оз. Гусиное. Установлено, что источники поступления этих экотоксикантов преимущественно локальные.

Представлены экспериментальные результаты изучения ионной подвижности металлов в геотехногенных растворах из карьера оловополиметаллического месторождения Шерловая Гора в присутствии цеолитсодержащих пород Шивыртуйского месторождения (Забайкалье). Установлена высокая сорбционная активность цеолитовых пород по отношению практически ко всем ионам металлов в растворе. Концентрирование в твердой фазе большого количества ионов цинка, железа, марганца и других элементов обусловлено обменом их на ионы натрия в структуре клиноптилолита.

Проведен термодинамико-топологический анализ бутанольно-толуольной смеси, образующейся в качестве отхода в лакокрасочной промышленности. Экспериментально изучено равновесие жидкость – жидкость в системе этанол – толуол – хлорбензол – вода. Синтезированы основные пути разделения бутанольно-толуольной смеси в виде потоковых графов. Проведен ректификационный анализ исследуемой системы. Осуществлен выбор разделяющего агента (бензола). Предложены варианты принципиальных технологических схем разделения бутанольно-толуольной смеси путем сочетания простой и азеотропной ректификации.

Исследован ферментативный гидролиз технической целлюлозы мискантуса в ацетатном буфере ферментным препаратом BrewZyme BGX. Установлена линейная зависимость конечной концентрации редуцирующих веществ от начальной концентрации субстрата. Исследован ферментативный гидролиз целлюлозы в водной среде с последовательным добавлением ферментных препаратов BrewZyme BGX, Celluxil, “Целлолюкс-А”. Результаты сбраживания полученных в водной среде гидролизатов технической целлюлозы мискантуса свидетельствуют об их доброкачественности, благодаря чему данные гидролизаты можно использовать для конверсии в этанол, гель-пленку бактериальной целлюлозы и другие продукты микробиологической трансформации.

Изучены закономерности адсорбции L-глутаминовой кислоты на брушите – минеральной составляющей патогенных новообразований, формирующейся на начальных стадиях роста камня. Установлено, что процесс взаимодействия двуводного гидрофосфата кальция и аминокислоты описывается в рамках теории Лэнгмюра (r ² = 0.99). Мономолекулярный адсорбционный слой образуется в результате координирования протонированных терминальных карбоксильных групп глутаминовой кислоты с положительно заряженными группировками СаОН⁺ и/или СаН₂РО₄⁺ на поверхности кристаллов брушита.

Разработан принципиально новый способ иммобилизации катализатора процессов жидкофазного окисления углеводородов силикалита титана (TS-1), заключающийся в капсулировании частиц катализатора в полимерной матрице. Синтезирована серия катализаторов с использованием различных типов полимерных матриц для практической реализации в процессах окисления. Установлены оптимальный состав компонентов каталитической системы и тип полимерной матрицы для практического использования в процессах жидкофазного окисления углеводородов фракции С₆–С₉, с использованием в качестве окислителя 30 % водного раствора пероксида водорода, в качестве растворителя – метанола.

Для решения проблемы энергосбережения и энергоэффективности вкупе с вопросами экологического контроля над результатами нововведений в энергетике создан международный консорциум специалистов из российских и зарубежных вузов, Результатом работы консорциума стал проект «Грин мастер» (GREEN MASTER), или «Обучение в течение всей жизни в области инновационных технологий энергосбережения и экологического контроля», в который вовлечены ассоциированные партнеры, представляющие предприятия и организации из различных регионов.