Главная – Журналы – Поиск по журналам

В обзоре представлены традиционные и новые технологии очистки сточных вод и промышленных растворов от ионов Ni²⁺ и сопутствующих цветных металлов, основанные на способах химического, сорбционного, экстракционного, мембранного, флотационного, электрохимического, микробиологического выделения примесей из жидкой фазы. Химические способы сводятся к осаждению никеля в виде нерастворимых соединений (гидроксид, карбонат, гидрокарбонат, сульфид, диметилглиоксимат) либо металлического порошка после введения некоторых реагентов. Сорбционная очистка протекает на углеродных, алюмосиликатных и некоторых других неорганических материалах, исходных и предварительно подвергнутых модификации, а также на слабокислотных, сильнокислотных, слабоосновных, в том числе хелатных, ионообменных смолах и волокнах. Экстракцию никеля из жидкой фазы осуществляют производными фосфорорганических, карбоновых кислот, а также материалами, сочетающими свойства твердых сорбентов и жидких экстрагентов. Среди мембранных способов очистки наиболее востребованы баромембранные - нанофильтрация и обратный осмос. Флотационное выделение никеля в пенный продукт проводят с помощью анионных и неионогенных поверхностно-активных веществ. Электрохимические способы очистки включают в себя электрокоагуляцию, электроэкстракцию, электрофлотацию и электродиализ с использованием растворимых и нерастворимых электродов, а также гальванокоагуляцию без подвода внешнего источника электроэнергии. Микробиологическое извлечение никеля из водных сред возможно на живой и неживой биомассе некоторых видов бактерий, грибов, водорослей, а также их комплексной смесью в виде активного ила. Указанные способы очистки рассмотрены на конкретных примерах как общеприменимых, так и специфичных; кратко приведены их достоинства и недостатки.

Широко распространенные в настоящее время способы переработки мазутов, получаемых при первичном разделении нефти, представляют собой сложные многостадийные процессы, включающие предварительную вакуумную разгонку и последующий крекинг полученных вакуумных газойлей, а также окисление остаточного гудрона в битумы. Для производств небольшой мощности такие процессы являются высокозатратными, а в некоторых случаях - нерентабельными. В работе предложена технология термолитической переработки мазутов над оловянно-свинцовым расплавом в реакторе полунепрерывного действия. Основные достоинства представленной технологии - проведение процесса при невысоких температурах и давлениях, близких к атмосферному, а также практически полное исключение образования углеродистых отложений на стенках реактора. Приведены результаты опытов термического крекинга мазута, проведенного по двум вариантам деструктивной перегонки: 1) классическому; 2) с использованием оловянно-свинцового расплава. Показано, что при деструктивной перегонке на оловянно-свинцовом расплаве протекает более глубокий крекинг по сравнению с классическим вариантом. Содержание бензиновой фракции (н. к.-180 °С) и дизельной фракции (180-360 °С) в термогазойле, полученном при классической деструктивной перегонке, выше, чем в термогазойле, полученном при деструктивной перегонке на оловянно-свинцовом расплаве, а содержание фракций, выкипающих выше 360 °С, ниже. Групповой состав, плотность и динамическая вязкость термогазойлей различаются несущественно. Для термогазойля, полученного на оловянно-свинцовом расплаве, отмечается незначительное уменьшение содержания серы. Анализ термогазойлей на содержание олова и свинца показал их отсутствие. Термогазойли имеют высокое содержание ароматических соединений, что делает их перспективным сырьем для получения игольчатого кокса. Многократный анализ оловянно-свинцового сплава после завершения процесса показал: в сплаве отсутствуют механические примеси, присутствующие в мазуте; отсутствует кокс, выделяющийся в процессе термолиза; масса сплава остается постоянной, т. е. в данном случае сплав играет роль эффективного теплоносителя, позволяющего углубить процесс термолиза мазута.

Получены и диспергированы в углеводородной среде наночастицы гематита (23-150 нм). Введение диспергированных наночастиц гематита в концентрации от 0.02 до 0.30 мас. % в нефтяной остаток в процессе крекинга позволяет увеличить выход бензиновых фракций и снизить выход смол. Роль гематита объясняется участием в окислительно-восстановительных процессах и его способностью сорбировать на своей поверхности смолы и асфальтены.

Исследована противовирусная активность извлечений из 14 видов растений 12 родов 9 ботанических семейств в перевиваемой культуре клеток MDCK в отношении вируса гриппа А/Aichi/2/68 (H3N2) (человека) и A/chicken/Kurgan/05/2005 (H5N1) (птиц). Проведена фитохимическая характеристика растительного сырья данных видов на содержание некоторых групп полифенольных и терпеноидных соединений. О влиянии экстрактов растений на вирус гриппа каждого из субтипов судили по величине индекса нейтрализации. Установлено, что водные и этанольные извлечения исследованных видов растений обладают активностью разной степени выраженности в отношении каждого из субтипов вируса гриппа: от минимальных до практически 100 % вирусингибирующих значений. Стопроцентное ингибирование, избирательно в отношении каждого из двух субтипов вируса гриппа, обнаружено в экстрактах шести видов растений: трех видов Persicaria (P. scabra, P. lapathifolia, P. hydropiper), Comarum salesovianum (листья и цветки), Dasiphora fruticosa и Hedysarum alpinum. Их можно считать перспективными для дальнейших исследований противовирусной активности в отношении вируса гриппа человека и птиц. Фитохимическая оценка растительного сырья исследованных видов выявила, что максимальные количества флавонолов (6.42 %), катехинов (1.76 %), танинов (28.46 %) и каротиноидов (70.4 %) обнаружены в сырье разных видов растений, экстракты которых показали избирательную противогриппозную активность различной степени выраженности. Перспективные виды могут быть рекомендованы для более углубленного изучения (в качестве базовых) с целью создания фитопрепаратов противогриппозного действия в отношении РНК-геномных вирусов - вируса гриппа человека и птиц. При этом необходимо учитывать таксономическое положение вида, тип извлечения, а также часть или орган растения, используемых для исследования.

Представлены экспериментальные данные физико-химических характеристик образцов окисленного битума марок БНД 60/90 производства нефтеперерабатывающих заводов (НПЗ) ОАО “ТАИФ-НК” и ОАО “Сызранский НПЗ” до и после старения в тонкой пленке с добавлением разработанной присадки “Адгезолин”, а также в композиции с полимерно-битумными вяжущими, полученными на основе этих битумов. Для сравнения использовали отечественные адгезионные присадки БП-КСП, “Адгезол-6” и зарубежную присадку Wetfix (Швеция). Установлено, что наиболее значительное изменение температуры (DT) хрупкости (5.1 °С) наблюдается у битумов, модифицированных присадками 0.35 мас. % “Адгезол-6” или 0.5 мас. % Wetfix, что не соответствует отраслевому дорожному методическому документу (ОДМ 218.2.004-2006). Исследование качественных характеристик полимерно-битумных вяжущих по сравнению с исходными битумами выявило, что добавки полимеров в исследуемые битумы оказывают положительное влияние на DT размягчения после прогрева, этот показатель находится в пределах стандартов ГОСТ (не более 5 °С). Введение присадок также улучшает устойчивость битумов к старению: введение 0.8 мас. % присадки “Адгезолин” заметно снижает параметр DT размягчения. Сравнительный анализ эффективности с промышленно освоенными отечественными и зарубежной присадками позволяет отметить высокое качество модифицированных битумов на основе присадки “Адгезолин”. Малакометрические показатели оценки качества битумов, модифицированных разработанной присадкой “Адгезолин”, характеризуют менее интенсивное старение битумных вяжущих по сравнению с рассмотренными присадками, что позволяет рекомендовать ее для промышленной апробации.

Проведены синтез и исследование пористых углеродных материалов - терморасширенного графита (ТРГ), нановолокнистого углерода и активированного углерода. Обсуждена и изучена возможность применения их в электрохимических устройствах, в частности в суперконденсаторах. Методами низкотемпературной адсорбции азота, вольтамперометрии и электронной микроскопии исследованы физико-химические свойства полученных образцов. Проведена модификация углеродного материала тремя способами, изучено ее влияние на значения удельной поверхности и удельной емкости. Выявлено, что образцы характеризуются развитой удельной поверхностью: для исходных материалов максимальное значение этого параметра составляет 759 м2/г, а для полученных в результате модификации композитов - 187 м2/г. Показано, что наибольшей удельной емкостью отличаются материалы, обладающие микро- и мезопористой структурой, со средним размером пор 3-5 нм. Модификация поверхности углеродных материалов никелем приводит к уменьшению удельной поверхности, увеличению среднего диаметра пор, а в некоторых случаях - к увеличению удельной емкости. Среди материалов с нанесенными частицами никеля максимальной удельной емкостью (116 Ф/г) обладал композит состава 20 мас. % NiO/80 мас. % ТРГ. Обработка азотной кислотой и механоактивация приводят к увеличению доли микропор в образцах, а также к повышению удельной емкости. Полученные данные показали высокую перспективность исследуемых углеродных материалов для электрохимических приложений.

Кватернизацией N3-алкил-4-нитро-1,2,3-триазолов диалкилсульфатами региоселективно и с высоким выходом получена серия неизвестных ранее 1,3-диалкил-4-нитро-1,2,3-триазолиевых солей, содержащих в структуре заместители различного типа (алкил = метил, этил, н-пропил, изопропил, н-бутил, втор-бутил, изоамил). Соли находят всевозрастающий интерес в химии энергетически эффективных материалов, катализаторов и ионных жидкостей. Показано, что в реакции с диалкилсульфатами из смеси двух региоизомеров принимают участие исключительно N3-замещенные производные. Продукты N2-замещения в реакцию кватернизации не вступают, что делает возможным разделение смесей N2- и N3-изомеров, обладающих близкими физическими характеристиками и, как следствие, трудноразделимых препаративными методами. Структуры новых солей 1,3-диалкил-4-нитро-1,2,3-триазолия установлены методами ИК-спектроскопии, спектроскопии ЯМР 1H и 13C, а также методами рентгеноструктурного и элементного анализа.

Выполнен количественный химический анализ снега на содержание водорастворимых форм Zn, Pb, Cd, Cu методом инверсионной вольтамперометрии в образцах снеговой воды, взятых в 2019 г. В осадках, собранных на фильтр, методом титриметрии определено содержание органического углерода. По результатам химико-аналитического контроля выполнен расчет жидкого и твердого талого стока в период снегового паводка 2019 г. На основании ранее выполненных химико-аналитических исследований твердых частиц снежных кернов на содержание сорбированных форм Zn, Pb, Cd, Cu рассчитан объем химической нагрузки на русловую сеть участка верхнего течения р. Обь в области влияния города Барнаула.

В последние годы вследствие снижения запасов легких нефтей большое внимание уделяется вопросам вовлечения в переработку тяжелого углеводородного сырья с высоким содержанием серы. Переработка такого сырья позволит получать дополнительные количества дистиллятных фракций. Представлены результаты исследования крекинга высокосернистого гудрона при температуре 500 °C и различной продолжительности процесса. Показаны характерные особенности изменения вещественного и группового составов продуктов крекинга. Исследованы изменения группового состава серосодержащих соединений масел в зависимости от продолжительности термообработки, установлены кинетические закономерности образования и деструкции производных тиофена, бензо- и дибензотиофена. Рассчитаны изменения структурно-групповых параметров смол и асфальтенов гудрона в процессе крекинга. Показано, что крекинг смол и асфальтенов сопровождается образованием широкого набора низкомолекулярных серосодержащих соединений, попадающих в состав масел. Полученные данные позволят улучшить понимание закономерностей термических превращений серосодержащих соединений вакуумных остатков в процессе крекинга.

С целью установления региональной специфики минерального и аминокислотного состава вегетативной части кипрея узколистного (Chamerion аngustifolium L., иван-чай), произрастающего в экологически чистом районе Магаданской области, проанализировано содержание 25 химических элементов и 16 аминокислот в сухом сырье (листья) и растворе (настой). Установлено, что концентрации тяжелых металлов находятся в пределах допустимых значений. Выявлено, что колымский иван-чай обладает особой ценностью, накапливая в ферментированных листьях жизненно необходимые элементы: кальций, магний, калий, фосфор, марганец, железо, медь, бор, кремний, кобальт, и способен в разной степени удовлетворять суточную потребность взрослого человека в этих элементах. Пониженное по сравнению с другими регионами содержание кобальта, селена и цинка в сырье отражает особенности биогеохимии северной территории. Содержание всех изученных аминокислот в кипрее узколистном из Магаданской области оказалось выше, чем в вегетативной части этого растения, собранного в Красноярском крае. Подтверждено мнение ряда ученых о пользе иван-чая в качестве профилактического и биологически активного средства, способного при регулярном применении устранять незначительный дефицит некоторых жизненно важных элементов и выступать в качестве минеральной добавки для лиц любого возраста.