Главная – Журналы – Поиск по журналам

Изучен химический состав донных отложений и поровых вод органо-минеральных осадков (сапропель) оз. Котокель (Восточное Прибайкалье) по длинным кернам бурения, длиной 14.5 и 16.5 м. Установлен восстановительный тип диагенеза, в ходе которого происходит деструкция органического вещества, трансформация химического состава поровых вод и образование аутигенных минералов. Уже в самых верхних интервалах сапропелей органическое вещество подвержено глубоким процессам трансформации и существенно отличается по составу от такового биопродуцентов (планктона). Основная роль в диагенетических преобразованиях органического вещества принадлежит разным физиологическим группам микроорганизмов, прежде всего гетеротрофным, аммонифицирующим и сульфатредуцирующим бактериям. В ходе диагенеза происходит изменение основного химического состава поровых вод (HCO₃^–, SO₄^2–, Cl^–, Ca²⁺, Mg²⁺, K⁺, Na⁺), перераспределение микроэлементов (Fe, Mn, Sr, Ba, Pb, As, Co, Ni) и увеличение концентраций HCO₃^–, NH₄⁺, PO₄^3– и Si, что является следствием деструкции органического вещества. В процессе бактериальной сульфатредукции в поровых водах по глубине разреза уменьшается концентрация SO₄^2–, а в осадке возрастает доля восстановленных форм серы и изменяется изотопный состав серы δ³⁴S. Трансформация химического состава поровых вод и деятельность микроорганизмов приводит к образованию аутигенныхого пирита, родохрозита и барита.

Потенциометрическим методом исследована кислотность NH-групп ряда сульфонамидов и производных глицина в среде диметилсульфоксида. По кривым титрования определены константы диссоциации этих соединений. Показано, что кислотность NH-групп исследованных сульфонамидов контролируется полярным эффектом заместителей. Впервые установлена возможность количественного потенциометрического анализа производных глицина. С помощью программы PASS осуществлен прогноз биологической активности. Установлена взаимосвязь кислотности NH-групп с биологическим потенциалом соединений.

Решение проблем экологической безопасности при очистке водных объектов от органических загрязнений неразрывно связано с разработкой новых сорбентов и совершенствованием технологий их получения. Для производства сорбентов успешно применяются различные материалы в дисперсном и гранулированном видах. Настоящая работа посвящена созданию и совершенствованию технологий производства сорбентов нефти и нефтепродуктов. В качестве основы для разработки новых сорбентов изучены свойства гранулированного пеносиликата, полученного из отсевов отходов горнообогатительных комбинатов. Методом термохимического модифицирования в парогазовой фазе углеводородов получены опытные партии олеофильных сорбентов. Установлено, что после термохимического модифицирования пеносиликат не изменяет свою пористую структуру и аморфное состояние, сохраняя высокую сорбционную активность. В работе исследован характер пористой структуры сорбентов и влияния пористости на основные свойства: нефтеемкость, влагосодержание и плавучесть. Результаты исследования модифицированного пеносиликата различных фракций показали низкую степень водопоглощения для образцов крупной и средней фракций. Минимальное водопоглощение установлено для модифицированного материала мелкой фракции, что связано с отсутствием пор в этих образцах. Определение нефтеемкостных характеристик свидетельствует о хорошей олеофильности и сорбционной емкости модифицированного пеносиликата по отношению к нефтепродуктам. В работе приведены результаты экспериментов по регенерации сорбента после отработки своего ресурса. Представлена разработанная опытно-промышленная установка для модифицирования и регенерации пористых сыпучих материалов в неподвижном слое. Предложена технологическая схема регенерации, позволяющая за один этап обработки регенерировать и повторно модифицировать отработанный сорбент без снижения его сорбционных свойств. Преимуществом разработанной технологии восстановления свойств сорбента является простота в осуществлении и экономическая рациональность. Повторно модифицированный сорбент сохраняет свои характеристики и, в первую очередь, сорбционные свойства по отношению к нефтепродуктам. Показана целесообразность разработки новых сорбентов нефтепродуктов на основе гранулированного пеносиликата.

Разработан и испытан топливный процессор для автотермического риформинга дизельного топлива в синтез-газ. Показано, что созданный реактор обладает быстрым запуском и высокой эффективностью. В ходе испытаний была достигнута полная конверсия дизельного топлива и близкий к равновесным значениям состав основных продуктов реакции. Оптимизирована тепловая схема энергоустановки на основе твердооксидного топливного элемента (ТОТЭ) с электрической мощностью 1 кВт. Полученные результаты являются основой для дальнейшего создания реального макета энергоустановки на основе планарного ТОТЭ с интегрированным дизельным топливным процессором, открывая перспективы в области создания маломощных электрохимических генераторов.

Синтезированы и исследованы бинарные системы глубоких эвтектических растворителей (ГЭР): “четырехатомный спирт - соль четвертичного аммониевого основания” (ГЭР₁), “четырехатомный спирт - карбамид” (ГЭР₂), “соль четвертичного аммониевого основания - карбамид” (ГЭР₃), и тройная система “четырехатомный спирт - соль четвертичного аммониевого основания - карбамид” (ГЭР₄). Эвтектические составы бинарных систем характеризуются существенно более низкими температурами застывания/плавления по сравнению с исходными компонентами. Самое низкое значение температуры среди бинарных смесей наблюдается для эвтектического состава ГЭР₃. Тройная система ГЭР₄ обладает еще более низкой температурой плавления (-14 °С), что связано с образованием межмолекулярных донорно-акцепторных водородных связей внутри системы. На основе ГЭР₄ был приготовлен водный раствор с концентрацией 26 мас. % и определен его водородный показатель в зависимости от температурных условий приготовления. При комнатной температуре pH трехкомпонентного ГЭР составляет 6.6-7.1, а после термостатирования в течение 6 ч при 150 °С увеличивается до 9.2 за счет гидролиза карбамида. Предполагается, что в дальнейшем при использовании ГЭР₄ в качестве основы щелочной нефтевытесняющей композиции непосредственно в пласте, под действием температуры закачиваемого теплоносителя образуется СО₂ и аммиачная буферная система с максимальной буферной емкостью в интервале рН 9-10. Образовавшийся углекислый газ, растворяясь преимущественно в нефти, будет приводить к снижению ее вязкости, с одной стороны, а сформированная щелочная среда, являясь наиболее благоприятной для работы поверхностно-активных веществ за счет снижения межфазного натяжения и разжижения высоковязких слоев или пленок на границах “нефть - вода - порода”, с другой - обеспечат эффективное применение такой системы для нефтевытеснения. Кроме того, нефтевытесняющая композиция на основе ГЭР₄ будет низкозастывающей, что открывает возможности ее транспортировки и применения в условиях северных регионов и Арктической зоны.

С целью выявления закономерностей между миграцией элементов в процессе гипергенного преобразования руд и пород и их минеральным составом исследованы пробы первичной малосульфидной золотокварцевой руды и окисленной вмещающей горной породы, содержащей до 10 мас. % сульфидов и 5 мас. % продуктов их окисления. В минералогических исследованиях использован метод оптической и электронной микроскопии с выявлением форм и размеров индивидов и агрегатов минералов, определением их химического состава. Установлено, что в окисленных вмещающих горных породах из главных химических элементов значительно больше железа, серы, алюминия, калия и фосфора по сравнению с их содержанием в первичной малосульфидной золотокварцевой руде, а содержание кремния и кальция ниже. Это обусловлено выносом серы и железа в околожильные горные породы с образованием, прежде всего, пирита и арсенопирита и наличием в них алюмосиликатов (полевых шпатов и слоистых силикатов). Это же относится к мышьяку и сурьме, содержание которых выше во вмещающих горных породах в сравнении с рудами. Доля извлечения литофильных элементов из первичных золотокварцевых руд значительно выше, чем из окисленных вмещающих пород. Халькофильные элементы, наоборот, интенсивнее переходят в раствор из вмещающих пород. Таким образом, комплекс элементов, извлеченных из рудных навесок, напрямую определяется их минеральным составом. Основным носителем золота является золото самородное и его теллуриды. Серебро связано с низкопробным золотом, сульфосолями меди и серебра, а также теллуридами.

Освещены основные этапы развития рентгеноструктурных и кристаллохимических исследований в лаборатории кристаллохимии Института неорганической химии им. А. В. Николаева СО РАН за период 1958-2024 гг.

Выполнен целевой скрининг 11 фенольных токсикантов (фенол, хлорфенолы, 2,4-диxлорфеноксиуксусная кислота, октилфенол, нонилфенол, бисфенол А) в речных водах и донных отложениях (ДО) в среднем течении р. Дон в границах Воронежской области. Для количественного химического анализа были выбраны три точки - в зоне влияния сброса очистных сооружений крупного города (г. Воронеж), в районном центре (г. Лиски) и в зоне с незначительным антропогенным влиянием. Определение концентраций фенолов проводили с применением метода газовой хромато-масс-спектрометрии (ГХ-MС) с предварительным концентрированием аналитов на магнитном сорбенте, функционализированном аминированным сверхсшитым полистиролом. Отбор проб осуществляли четыре раза в год с учетом сезонных климатических колебаний и выпадения осадков. Максимальные концентрации установлены для 2,4-дихлорфеноксиуксусной кислоты (1022 нг/л) и 2,4-дихлорфенола (557 нг/л) в весенний период. В ДО наибольшие концентрации достигаются для алкилфенолов и составляют 1.99 и 7.84 мкг/кг для октилфенола и нонилфенола соответственно. Бисфенол А не обнаружен в водах в детектируемых количествах, однако значительное его содержание установлено в ДО и составляет 3.18 мкг/кг. Также в ДО присутствуют 2,4,5-трихлорфенол, 2,4,6-трихлорфенол и пентахлорфенол. Максимальные концентрации фенольных поллютантов в речной воде обычно наблюдаются весной во время паводка и после выпадения ливневых осадков. Концентрации фенолов в ДО менее подвержены сезонным колебаниям. Гидрофобность веществ и повышение устойчивости к деградации существенно влияют на их накопление в ДО.

С целью разработки каталитической технологии переработки угольного метана в водородсодержащий газ проведен термодинамический анализ реакции три-риформинга метана (ТРМ) и исследовано влияние температуры (600-850 °С), времени контакта (0.04-0.15 с), линейной скорости подачи реагентов (80-240 см/мин) и состава реакционной смеси (CH₄ / CO₂ / H₂O / O₂ / He = 1 : (0.3-0.5) : (0.2-0.5) : (0.1-0.3) : (2.9-3.2)) на конверсию исходных реагентов и выход целевых продуктов в процессе ТРМ с использованием нанесенного Ni-содержащего катализатора. Отмечено, что с увеличением температуры реакции ТРМ от 600 до 850 °С показатели процесса возрастают (конверсия метана - 36 → 94 %, конверсия углекислого газа - 57 → 97 %, выход водорода - 37 → 91 %, выход монооксида углерода - 44 → 94 %, молярное соотношение H₂/CO - 1.5 ® 1.7) и при температуре 850 °С сопоставимы с равновесными значениями. Установлено, что варьирование значения O/C и состава окислителей позволяет регулировать показатели процесса ТРМ. Определены оптимальные условия процесса ТРМ для достижения максимальной эффективности каталитической переработки угольного метана в водородсодержащий газ: температура - в диапазоне 800-850 °С, время контакта - 0.15 с, линейная скорость - 160 см/мин и молярное соотношение реагентов в сырье - CH₄ / CO₂ / H₂O / O₂ = 1 : 0.5 : 0.2 : 0.25.

Разработана математическая модель потока водорода из газовых смесей через стенки капиллярных трубок из металлического никеля, учитывающая неоднородность парциального давления водорода вдоль длинной трубки, а также неоднородность температуры на разных участках трубки. С помощью модели на основе экспериментальных данных рассчитаны кинетические параметры транспорта водорода в диапазоне температур 600-850 °C и диапазоне парциальных давлений водорода 0.1-1.0 атм. Модель может быть использована при проектировании мембранных модулей сепарации водорода из газовых смесей для расчета длины единичных мембран, их количества и оптимальной скорости потока водородсодержащей смеси через мембрану.