Главная – Журналы – Поиск по журналам

Методом “сухого” механического смешения цеолита ZSM-5 с силикатным модулем 40 и порошка никеля со средним размером частиц 50 нм в количестве 0.5 % от массы алюмосиликата в вибромельнице КМ-1 в течение 2 ч приготовлены никельсодержащие цеолитные образцы, которые затем там же дополнительно подвергали механической обработке (МО) в течение 24-120 ч. Степень кристалличности всех никельсодержащих цеолитов определяли с помощью методов ИК-спектроскопии и рентгеноструктурного анализа. Установлено, что при МО снижается степень кристалличности цеолита за счет разрыхления структуры как поликристаллических блоков, так и первичных кристаллитов. Методами ультрафиолетовой и рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии исследовано состояние наноразмерных частиц никеля в полученных образцах. Показано практически полное отсутствие окисления частиц никеля. Методом просвечивающей электронной микроскопии высокого разрешения изучена морфология кристаллов цеолитов до и после МО и установлено, что такая обработка приводит к уменьшению размеров кристаллов ZSM-5 и частичной миграции кластеров никеля с поверхности в поры цеолита. Размеры частиц никеля в начальный период МО уменьшаются, а более длительное механическое воздействие способствует их агломерации. Частицы цеолита ZSM-5 в исходном образце имеют вид крупных агломератов с общими размерами в несколько микрометров. Агломераты состоят из более мелких поликристаллических блоков с размерами 0.5-1.0 мкм. Однако первичными частицами являются кристаллиты цеолита с размерами 50-100 нм. При МО происходит дезинтеграция крупных агломератов цеолита на более мелкие поликристаллические блоки с размерами менее 1 мкм; первичные кристаллиты, образующие поликристаллическую структуру, также диспергируются, уменьшаясь в размере до ~50 нм. Согласно данным низкотемпературной адсорбции азота, МО никельсодержащего цеолита снижает его удельную поверхность и объем пор. Изменение физико-химических свойств катализатора Ni/ZSM-5, вызванное механическим воздействием, при использовании его в процессах нефтепереработки должно способствовать селективной конверсии компонентов сырья и гибкости регулирования в направлении образования целевого продукта.

Предложена принципиально новая концепция обеспечения населения высококачественной питьевой водой, связанная с переводом питьевого водоснабжения городов и сел на использование автономных блочных установок для очистки воды в местах ее непосредственного потребления. Разработаны автономные мембранные установки для коллективного и индивидуального пользования с биотестированием и аналитическим контролем. В этих установках для предварительной очистки воды используются задерживающие механические и коллоидные примеси микрофильтрационные трубчатые мембраны из лигноцеллюлозы (древесины) и керамические мембраны из глинистых минералов. Предельно допустимые концентрации таких примесей после очистки соответствуют нормам качества питьевой воды. Разработана технологическая схема очистки воды от нитрат-ионов до требований питьевой кондиции с получением минерального удобрения рациональным сочетанием обратного осмоса и усовершенствованного процесса электродиализа.

Комплексные коагулянты - развивающееся и весьма перспективное направление процессов очистки природных и сточных вод. Несмотря на несколько бóльшую стоимость, комплексные коагулянты лишены недостатков многих классических коагулянтов и показывают высокую эффективность очистки воды от металлов, жиров, нефтепродуктов и взвешенных веществ, а также существенно снижают содержание растворенных органических веществ (показатель химического потребления кислорода). Наиболее простой способ получения комплексных коагулянтов - введение добавки продуктов гидролиза соединений титана в состав классических реагентов на основе солей алюминия или железа. В качестве источника соединений титана могут выступать растворимые соли или диоксид титана. Сточные воды молочной промышленности содержат большое количество растворенных органических веществ и эмульгированных жиров, в связи с этим их очистка представляет одну из наиболее сложных задач. Пробная коагуляционная очистка модельной сточной воды, содержащей молочную сыворотку, показала высокую эффективность применения комплексных титансодержащих реагентов. Установлено, что комплексные коагулянты превосходили по эффективности традиционные реагенты в среднем на 10-12 %, при этом скорость фильтрации полученных осадков выше в 1.2-1.5 раза. Осадок имел более рыхлую структуру, не забивал поры фильтрующего материала и легко обезвоживался. Испытания лучших образцов комплексных реагентов на объединенных хозяйственно-бытовых и промышленных сточных водах молокоперерабатывающего предприятия Московской области подтвердили их высокие коагуляционные характеристики по отношению к наиболее распространенным загрязняющим веществам, а ускорение процессов фильтрации осадка позволит значительно сократить капитальные затраты на строительство локальных очистных сооружений. Остаточное содержание ионов титана в воде при использовании всей линейки модифицированных коагулянтов не превышало допустимое значение, установленное для водных объектов рыбохозяйственного значения.

Пористые углеродные материалы с удельной поверхностью 1200-1500 м²/г получены карбонизацией рисовой шелухи при 500 °С и последующей активацией ее с использованием гидроксида калия при температурах 700, 800, 900 °С и исследованы методом спектроскопии комбинационного рассеяния и электрохимическими методами. Установлено, что предварительная механическая активация рисовой шелухи позволяет увеличить удельную поверхность (до 2315 м²/г) и объем микропор (до 0.84 см³/г) в углеродном материале. В результате достигаются увеличение электрической емкости и снижение внутреннего сопротивления ячеек суперконденсаторов с электродами на их основе.

Синтезированы нанесенные на модифицированный оксид алюминия никелевые катализаторы, исследованы их физико-химические свойства и активность в реакции автотермического риформинга метана (АТР CH₄). Регулирование физико-химических и, как следствие, функциональных свойств образцов осуществляли путем модифицирования носителя (γ + δ)-Al₂O₃ добавками различного состава Ce_{1- x} M _x O _y (M = Gd, La, Mg; x = 0, 0.2, 0.5, 0.8 и 1; 1 ≤ y ≤ 2) в количестве 10 мас. %. Показано, что Ni/Ce_{1- x} M _x O _y /Al₂O₃ - мезопористые материалы с удельной поверхностью 80 ± 5 м²/г, слабо изменяющейся при варьировании состава модифицирующей добавки. В катализаторах присутствуют фазы оксида алюминия ((γ + δ)-Al₂O₃), флюоритоподобного твердого раствора на основе СеО₂ со средним размером кристаллитов 9.0 ± 1.5 нм и оксида никеля (NiO). Средний размер частиц NiO варьируется в диапазоне 6.0-13.5 нм и определяется составом модифицирующей добавки, уменьшаясь с увеличением x , а также в следующем ряду оксидных добавок: CeO₂ > MgО > Gd₂О₃ > La₂O₃. Катализаторы способны к самоактивации в условиях реакции АТР CH₄; данный эффект усиливается в следующем ряду M: Mg < Gd < La, что находится в хорошей корреляции с восстанавливаемостью образцов. Выявлен оптимальный катализатор Ni/Се_0.5La_0.5O_1.75/Al₂O₃, обеспечивающий при температуре 850 ^oС выход водорода 80 % при конверсии метана 100 %. Использование разработанных катализаторов перспективно для энергоэффективной конверсии природного и попутного нефтяного газов в водородсодержащий газ.

Представлены результаты определения зольности многолетних и однолетних растений, произрастающих вблизи промышленных зон, автодорог и в городской среде административных центров Новосибирской области (Искитим, Бердск, Новосибирск). Данные местопроизрастания растений различаются по степени техногенного воздействия на окружающую среду, с наибольшей загрязненностью в г. Искитиме. Отмечено, что зольность листьев растений различных систематических групп определяется многими факторами, среди которых видовая и сортовая принадлежность, техногенное загрязнение окружающей среды, особенности вегетационного периода. Установлено уменьшение содержания зольных веществ в листьях травянистых растений по принадлежности к семействам: Hemerocallidaceae > Asteraceae > Iridaceae > Hostaceae > Laminaceae.

Красный шлам, содержащий значительное количество глинозема, оксида железа, диоксида титана и других ценных компонентов (Ga 0.003-0.005 мас. %, V 0.050-0.099 мас. %), является основным отходом при щелочном извлечении глинозема из алунитов по методу Байера и перспективным сырьем для получения галлия и ванадия. Исследована степень сульфатизации галлия и ванадия из красного шлама при сульфатизирующем обжиге. Технологическая схема процесса сульфатизации состоит из трех основных этапов: 1) смешивание увлажненного исходного материала с концентрированной серной кислотой; 2) сульфатизирующий обжиг; 3) выщелачивание сульфатизированной массы водой. В процессе сульфатизации большинство минералов переходят в их соответствующие сульфатные соединения. При последующем обжиге, нестабильные сульфаты (в основном сульфат железа (III)) разлагаются до соответствующих оксидов, а другие металлы остаются в виде сульфатов (Al₂(SO₄)₃, Ga₂(SО₄)₃, VOSO₄). В результате выщелачивания сульфатизированной массы водой оксиды железа и кремния остаются в остатке, сульфаты алюминия, галлия и ванадия переходят в раствор. Максимальная сульфатизация галлия и ванадия в условиях лабораторных опытов обнаружена в интервалe температур 600-640 °C. Изменение минералогического состава сульфатизированной массы красного шлама изучено методами термогравиметрического и дифференциального термического анализа. Разработанный способ извлечения галлия и ванадия из красного шлама отличается простотой и эффективностью.

Высокая стоимость гидрокаталитических процессов обусловливает интерес исследователей к поиску альтернативных путей переработки вакуумных дистиллятов с высоким содержанием серы. Перспективным методом облагораживания нефтепродуктов является комбинирование предварительного окисления и последующего крекинга. Такой подход позволяет эффективно разрушать полиароматические сернистые соединения тяжелого углеводородного сырья с получением дополнительных количеств дистиллятных фракций. Исследовано влияние наноразмерного порошка молибдена на состав и качество продуктов крекинга предварительно окисленного смесью пероксида водорода и муравьиной кислоты вакуумного газойля. Показано, что использование оптимального количества добавки наноразмерного порошка молибдена позволяет существенно снизить газообразование за счет замедления реакций ароматизации и деалкилирования окисленных высокомолекулярных соединений, включая серосодержащие. Установлено влияние количества добавки молибдена на закономерности трансформации серосодержащих соединений (тиофена, бензо- и дибензотиофена) в комбинированном процессе. Исследовано изменение структурно-групповых параметров смол и асфальтенов - продуктов крекинга окисленного вакуумного газойля в присутствии различных количеств добавки. Полученные данные позволяют углубить понимание термических превращений окисленных компонентов вакуумного газойля, что является важным этапом разработки технологической схемы переработки высокосернистых газойлей, основанной на комбинировании предварительного окисления и крекинга.

В кратком обзоре обобщены результаты проводимых в РАН комплексных фармакологических и физико-химических исследований супрамолекулярных систем доставки молекул лекарственных веществ на основе водорастворимых растительных метаболитов - полисахаридов и глицирризиновой кислоты, а также ее производных. Показана перспективность создания лекарственных средств, биологически активных добавок и средств защиты растений повышенной эффективности и безопасности. Продемонстрированы преимущества твердофазной механохимической технологии получения водорастворимых композиций малорастворимых лекарственных веществ.

Приведен обзор полученных в ИХТТМ СО РАН данных, связанных с механоэмиссией, и наиболее важных результатов из литературы. Последствия интенсивной электронной эмиссии зафиксированы в спектрах ферромагнитного и парамагнитного резонанса при комнатной температуре. Анизотропные шумоподобные спектры ферромагнитного резонанса с отношением интенсивностей сигнала к шуму порядка 10¹-10⁵ наблюдались после единичных актов ударного механического нагружения в ряду немагнитных диэлектриков, включая NaF, KBr, NH₄I, TiO₂, Al(OH)₃ и др. Ферромагнетизм связан с образованием метастабильных электрон-дырочных состояний, возникающих в результате разделения заряда в плоскостях скольжения при механическом нагружении порошков. Освещена связь между явлениями интенсивной механоэмиссии электронов и образованием динамического состояния - плотных аэрозолей из заряженных частиц (газопылевой плазмы). Описаны особенности нового класса экологически чистой техники с общим названием “Электромассклассификатор” (ЭМК) на основе явления генерации и релаксации газопылевой плазмы. Приведены результаты модельных экспериментов на ЭМК, показывающие сложность происходящих процессов, но позволяющие в определенной степени прогнозировать тенденции, осуществлять масштабирование и оптимизацию техники. Перечислены наиболее перспективные области практических приложений ЭМК, включая сепарацию порошков диэлектриков, полупроводников и металлов в широком диапазоне размеров частиц ~10^-1-10² мкм. В комбинации с планетарными мельницами ЭМК используется для наноархитектурного дизайна композиционных материалов. Эффективное удаление пыли из тонкого природного и техногенного сырья обеспечивает возможность сухого селективного разделения.