Главная – Журналы – Поиск по журналам

Исследован гранулометрический и морфологический состав тонкодисперсных угольных порошков, подготовленных по специальной методике разделения по классам крупности -0.2 +0.1, -0.1 +0.063, -0.063 +0.04, -0.04 мм из десяти разных марок угля (Б, Д, Г, Ж, К, КС, ОС, СС, Т, А) Кузнецкого угольного бассейна. По стандартным методикам в пробах угля выполнены технический и элементный анализ, петрографические исследования. Совокупность значений отражательной способности витринита, суммы фюзинизированных компонентов, толщины пластического слоя и выхода летучих веществ позволили установить марочную принадлежность исследуемых образцов в соответствии с единой классификацией углей по генетическим и технологическим параметрам. По данным сканирующей электронной микроскопии, в ряду метаморфизма исследуемых образцов углей от бурого до антрацита наблюдаются изменения в структуре углей, рельефе поверхности излома. Проведено определение гранулометрического состава порошков угля методом лазерной дифракции при диспергировании образцов в водной среде с добавкой поверхностно-активного вещества. Выявлено, что распределение частиц по размерам в угольных порошках фракции -0.04 мм для всех марок угля характеризуется как мономодальное, во фракции -0.063 +0.04 мм - как мономодальное асимметричное, во фракциях -0.1 +0.063 и -0.2 +0.1 мм - как бимодальное. В образцах присутствуют частицы неправильной формы (игольчатой, овальной). По результатам исследований угля марки КС методом ЯМР-спектроскопии установлено, что содержание алифатического углерода (CH₃-) в образцах с уменьшением крупности фракции угольного порошка незначительно увеличивается - с 3.05 % (для фракции -0.2 +0.1 мм) до 3.73 % (для фракции -0.04 мм). Значения показателя ароматичности для всех фракций остаются постоянными.

Рассмотрены особенности формирования и свойства твердого раствора в наноструктурированной системе FePt, полученной методом восстановления смесей водных растворов прекурсоров гидратом гидразина. Методом рентгенофазового анализа (РФА) и по результатам элементного анализа, выполненного методом оптико-эмиссионной спектроскопии, установлено, что в условиях синтеза образцов с соотношением компонентов Pt/Fe ≥ 0.5 образуются ограниченные твердые растворы со структурой ГЦК-типа. При содержании железа ( С_Fe) ≤ 11.6±0.7 ат. % система является монофазной (ГЦК-твердый раствор), при бóльших содержаниях железа - двухфазной (ГЦК-твердый раствор с С _Fe = 11.6±0.7 ат. % и невидимая методом РФА часть, относительно богатая железом). Размер области когерентного рассеяния для твердого раствора варьируется от 7 до 9 нм. Во всех образцах методом электронного парамагнитного резонанса показано наличие Fe³⁺, а в образцах с высоким содержанием железа методом РФА обнаружены малые количества гидроксида и оксидов железа. При исследовании термостимулируемых процессов определены температурные области десорбции O₂ и CO₂, термораспада примесного FeO(OH) и спекания кристаллитов, сопровождающегося фазовыми трансформациями.

Рассмотрены свойства углей Тывы и Монголии с целью организации технологии их переработки для получения угольных бездымных брикетов, использование которых снизит образование смога и загрязнение воздуха от частных домов с угольным отоплением. Для проведения исследований по производству бездымного топлива разработаны и изготовлены опытно-промышленные установки термолиза. Получены топливные брикеты путем прессования твердых продуктов термолиза угля (полукокса) при повышенной температуре в периодическом режиме на гидравлических прессах в России и Монголии.

Исследованы структурно-морфологические и электрохимические свойства нанокомпозитных материалов типа “высокопористая углеродная матрица, наполненная Co₃O₄”. Рассмотрено влияние способа получения наполнителя (термическое разложение гидроксида кобальта (II) или азида кобальта (II)) в порах матрицы на характеристики композитов. С помощью различных физико-химических методом изучены состав, морфология, фазовые составы композитов, стехиометрия наполнителей, дисперсная и пористая структуры, а также электроемкостные свойства углеродной матрицы, композитов-прекурсоров и наноструктурированных композитов С/Co₃O_4. Установлено, что композиты формируются путем отложения наночастиц наполнителей-прекурсоров и, при их термораспаде, целевого наполнителя Co₃O₄ в порах трех размерных групп (2-3, 7-12 и ~20 нм), а также путем образования агрегатов из частиц наполнителей на внешней поверхности матрицы. Характер влияния наполнителя на электрическую емкость композита зависит от способа его получения: емкость уменьшается в композитах, полученных термораспадом прекурсора Co(OH)₂, и, напротив, возрастает в композитах, сформированных термораспадом Co(N₃)₂. Эту обнаруженную впервые особенность авторы связывают с установленным методом рентгенофазового анализа влиянием способа получения композитов на стехиометрию наполнителя (соотношение Co²⁺/Co³⁺), отклонение которой от формульного соотношения между CoO и Co₂O₃ происходит в сторону роста доли CoO при использовании “азидного” прекурсора и в сторону роста доли Co₂O₃ - при использовании “гидроксидного” прекурсора.

В статье представлены результаты исследований ученых Казахстана по следующим направлениям: получение углеродных волокон методом электроспиннинга из каменноугольных пеков и полиакрилонитрила; получение кокса из тяжелых нефтяных остатков; изучение состава и структур асфальтенов, выделенных из природного битума месторождения Мунайлы-Мола. В качестве прекурсора для углеродных волокон была использована каменноугольная смола, которая является побочным продуктом при переработке угля Шубаркольского месторождения. Показаны физико-химические характеристики и состав кокса, полученного из гудрона Павлодарского нефтехимического завода в результате предварительной деметаллизации и обессеривания. Установлено, что асфальтены природных битумов обладают более упорядоченной и неаморфной структурой.

Проведено исследование корреляционной связи между энергетическим порогом лазерного зажигания углей и степенью их ароматичности. Для углей различных марок получены спектры ¹³C ЯМР CPMAS, из которых при помощи моделирования определены количественные данные о распределении углерода по структурным фрагментам. Показано, что с увеличением степени метаморфизма углей в их спектрах возрастает интенсивность сигнала ароматического углерода, а алифатического углерода, наоборот, уменьшается. Также с увеличением степени метаморфизма уменьшается содержание следующих углеродных фрагментов углей: CH₂, C-O-C, COOH. Определено направление корреляционной связи между энергетическим порогом зажигания каменных углей и степенью их ароматичности, установлена сила корреляционной связи.

Методом пропитки по влагоемкости приготовлены образцы состава CeCuO_1.5/C (C = Сибунит, C-Al₂O₃, Таунит, окисленный Таунит) с целью разработки новых катализаторов на основе нанесенных наночастиц биметаллического оксида для окислительных превращений соединений серы. С помощью методов ИК-Фурье спектроскопии и термического анализа в сочетании с масс-спектрометрией изучено влияние природы носителя и его окислительной обработки на функциональный состав поверхности носителя и его термическую стабильность. Среди исследованных носителей образец на Тауните оказался наиболее устойчивым к разложению. Термическая устойчивость Таунита снижается после окислительной обработки и введения солей прекурсоров металла.

Методом твердотельной ¹³С ЯМР-спектроскопии исследовано семь образцов сапропелитовых углей разных месторождений, различающихся катагенетической зрелостью органического вещества. Анализ полученных аналитических данных показал, что углерод в органической массе образцов в существенной мере сосредоточен в алифатических структурах, так как самые интенсивные сигналы в спектре ¹³С ЯМР приходятся на область 0-50 м. д., соответствующую поглощению углерода метильных и метиленовых групп, а также третичного и четвертичного атома углерода. Наибольшее количество алифатического углерода выявлено в образце, который характеризуется наиболее высокими значениями выхода летучих веществ и атомного отношения Н/С. Установлено, что при снижении в образцах атомного отношения Н/С увеличивается их степень ароматичности на фоне снижения доли алифатических структур и углерода, связанного с кислородом одинарной связью.

Методом каталитического химического осаждения метана на частицах Ni⁰, нанесенных на блочные носители, приготовлены гибридные углеродные материалы на основе углеродных нановолокон и керамических блоков из Al₂O₃, ZrO₂, TiO₂, алюмосиликата (AlSi). Исходные керамические носители, катализаторы и гибридные материалы исследованы методами рентгенофазового анализа, просвечивающей и сканирующей электронной микроскопии, ИК-спектроскопии, термического анализа и низкотемпературной адсорбции азота. При варьировании условий реакции и состава катализатора получены образцы с содержанием углеродной фазы от 1.7 до 12 мас. %. Установлено, что активность катализаторов зависит от химической природы носителя и увеличивается в ряду TiO₂ < Al₂O₃ < AlSi < ZrO₂. Химический состав и кислотно-основные свойства поверхности носителей определяют структуру и морфологию углеродной фазы. Углеродные нановолокна модифицируют пористую структуру керамических материалов, обусловливая увеличение удельной поверхности и механической прочности полученных гибридов по сравнению с исходными керамическими носителями.