Главная – Журналы – Поиск по журналам

Изучены закономерности протекания реакции этоксилирования производных бензойной кислоты при взаимодействии с полиэтиленгликолем, осуществляемой методом механохимического твердофазного синтеза в вибрационном аппарате. Проанализированы условия проведения механохимических реакций для увеличения степени превращения исходных реагентов в продукты реакции. Продукты реакции этоксилирования охарактеризованы методами ИК-спектроскопии, кислотно-основного потенциометрического титрования, тензиометрии и дилатационной реологии. Установлено, что степень превращения исходных реагентов в продукты реакции этоксилирования зависит от природы заместителя и его положения в бензольном кольце. Степень превращения в продукты реакции выше в случае орто-замещенных производных бензойной кислоты. Показано, что соли этоксилированных производных бензойной кислоты проявляют выраженные поверхностно-активные свойства на границе раздела "раствор - воздух".

Исследовано распределение загрязняющих веществ 1 класса опасности и микрокомпонентов в природных водах Новосибирской городской агломерации, где немаловажную роль в загрязнении вод играет не только большое количество транспортных средств, но и промышленных предприятий. Показано, что природные воды в основном гидрокарбонатного кальциевого и кальциево-магниевого состава с величиной общей минерализации от 127 до 910 мг/дм³ и концентрацией кремния 0.14-11.61 мг/дм³. Геохимическая обстановка изменяется от восстановительной (Eh -164.3 мВ) до окислительной (Eh 442.1 мВ), pH 6.9-8.8 с содержанием O₂(раств.) 0.48-20.28 мг/дм³. В черте города Новосибирска выявлены превышения фоновых значений по 33 химическим элементам, содержания загрязняющих веществ 1 класса опасности составляют, мг/дм³: для Be (6.4·10^-6)-(1.4·10^-4), As 0.0003-0.26, Hg (8.33·10^-7)-(2.3·10^-4), Tl (6.2·10^-7)-(8.2·10^-5), U (1.3·10^-5)-0.21. Активность радона, установленная в природных водах города Новосибирска, изменяется от 1 до 1570 Бк/дм³. Определено, что активному антропогенному воздействию подвержены в основном речные воды Ини, 2-й Ельцовки, Плющихи, Ельцовки, Камышенки и Оби. В подземных водах выявлены большие несоответствия действующим нормативным документам и превышения предельно допустимых концентраций в скважине пос. Кирова (Mn - в 14 раз, Fe - в 10 раз, As - в 5 раз) и в СНТ "Тополь" (Mn - в 59 раз, Fe - в 94 раза, As - в 27 раз).

Исследовано зажигание фракций микрочастиц каменных углей марок ДГ, Г, Ж и К с узким распределением по размерам в диапазоне 0.25-44 мкм при воздействии лазерных импульсов (1064 нм, 120 мкс, 1.3 Дж). Измерены кинетические характеристики свечения образцов всего размерного ряда для каждой марки угля. Для каждой фракции выделено три стадии зажигания. Длительность первой стадии совпадает с длительностью лазерного импульса. Длительность второй занимает временной интервал 10-15 мс (угли ДГ, Г и Ж) и 3-5 мс (уголь К). Длительность третьей стадии - 60-80 мс (угли ДГ, Г и Ж) и 20 мс (уголь К). Установлено, что пороговые плотности энергии зажигания (порог зажигания) на всех трех стадиях немонотонно зависят от размеров частиц углей. Минимальные значения порогов зажигания на всех трех стадиях достигаются при размерах частиц, равных 2.2 (для угля марки ДГ), 4.0 (для угля марки Г), 0.7 (для угля марки Ж) и 2.0 мкм (для угля марки К). С использованием результатов технического анализа углей дана интерпретация наблюдаемым зависимостям критических плотностей энергии от размеров частиц углей.

Рассмотрены два способа (криотропный и химический) перехода водных растворов поливинилового спирта (ПВС) из жидкого агрегатного состояния в твердообразное. Замораживание водного раствора ПВС при отрицательной температуре и последующее оттаивание при положительной температуре приводит к формированию криогелей каучукоподобной структуры. Другой способ заключается в химической “сшивке” кинетически индивидуальных макромолекул ПВС в пространственные сетки, которые обладают упругими свойствами. Для структурирования водных растворов ПВС использовали тетраборат натрия. Исследованы реологические свойства двухкомпонентного водного раствора ПВС и установлено, что полимерный раствор проявляет свойства, характерные для неньютоновских жидкостей. Изучена кинетика гелеобразования продуктов химического структурирования водных растворов ПВС водным раствором тетрабората натрия. Показано, что вследствие химического взаимодействия с течением времени вязкость увеличивается. Изучены механические свойства углеродсодержащих композитных материалов, полученных разными способами. Установлено, что наиболее прочными являются материалы, сформированные криотропным методом, а также образцы, структурированные химическим способом, после криогенного воздействия. Наличие прочных и влагостойких свойств у композитных углеродсодержащих материалов делает возможным применение их в качестве топливных брикетов с минимальным количеством связующего компонента и получение высокоэнергетического топлива для бытовых и производственных целей. Химический метод структурирования раствора ПВС может применяться для борьбы с угольной пылью на угледобывающих предприятиях.

Разработана и апробирована на бурых углях Канско-Ачинского и Южно-Уральского бассейнов методика получения гуминовых (ГК), гиматомелановых (ГмК) и фульвокислот (ФК), которая позволяет достичь их высокого выхода. Наибольший выход гуминовых веществ достигнут для естественно окисленного бурого угля Тисульского месторождения: ГК - 60.9 %, ГмК - 11.3 %, ФК - 9.6 %. Изучен состав нативных бурых углей и полученных из них ГК, ГмК и ФК с использованием методов технического и элементного анализа, ИК-Фурье и ¹³С ЯМР (CPMAS) спектроскопии. Установлено, что химический и структурно-групповой состав ГК, ГмК и ФК имеет значимые различия. Образцы ГмК и ФК характеризуются относительно высоким содержанием кислородсодержащих алифатических групп с преобладанием карбоновых кислот и сложных эфиров по сравнению с ГК. Для ГК характерно более высокое содержание углерода, водорода и ароматических фрагментов. Образцы ГмК и ФК имеют схожий элементный и структурно-групповой состав, однако у ГмК выше содержание углерода и ароматических фрагментов.

Проведены комплексные исследования полукоксов с привлечением методов рентгеновской дифрактометрии, электронной микроскопии и методов электронного парамагнитного резонанса (ЭПР) и ядерного магнитного резонанса (ЯМР). Методом ЭПР-спектроскопии показано, что в образцах присутствует два типа радикальных структур: низкомолекулярные ароматические радикалы и сопряженные полиароматические структуры, в которых неспаренный электрон делокализован. Используя методы анализа формы линии ЭПР-спектров, установлено, что в представленной линейке полукоксов имеются различия. Показано, что ЭПР является высокочувствительным методом, позволяющим отслеживать изменения молекулярной структуры в процессе получения полукоксов. Полученные в работе результаты исследований методом ЭПР хорошо согласуются с результатами ЯМР-спектроскопии. Отмечено, что для улучшения состава исходного сырья и технологических операций, получения качественных анизотропных коксов необходима оценка молекулярной структуры промежуточных продуктов коксования.

Исследована морфология, пористая структура и электроемкостные характеристики высокопористых углеродных матриц (ВПУМ), полученных из каменноугольного сырья с различной степенью метаморфизма, и наноструктурированных композитов (НСК) на их основе, поверхность которых декорирована наноразмерными частицами (НРЧ) золота или оксида марганца, накапливающими при поляризации в электролите электрический заряд по двум механизмам (формирование двойного электрического слоя (ДЭС) и включение псевдоемкостной составляющей в ходе Red-Ox реакций на электродах). Образцы ВПУМ получали высокотемпературной (800 °С) щелочной активацией (массовое соотношение KOH/C = 2 : 1) ископаемых углей угольных бассейнов Кемеровской области и Республики Саха (Якутия): САК - на основе антрацита Кийзасского разреза (Кузбасс) с наиболее высокой степенью углефикации; СБК - на основе Богхеда (разновидность сапропелевых углей) Таймылырского месторождения (Якутия) с самой низкой степенью метаморфизма, СДК - на основе длиннопламенного угля (Кузбасс), занимающего промежуточное положение в ряду метаморфизма. Результаты сканирующей электронной микроскопии, малоуглового рентгеновского рассеяния в сочетании с сорбометрией показали, что морфология НСК в значительной мере (за исключением субмикронных агрегатов) определяется пористой структурой матриц. Форма кривых циклической вольтамперометрии (ЦВА) для образцов ВПУМ СДК, СБК и наполненных Au-НРЧ НСК на их основе указывает на существенный вклад в емкость ДЭС; для композитного электрода MnO_x/СДК наблюдается вклад псевдоемкости. Особенности ЦВА-кривых микропористых ВПУМ САК и НСК на их основе, вероятно, вызваны диффузионными затруднениями. Удельная электрическая емкость выше при поляризации ВПУМ СДК и СБК с бóльшими долями мезопор, а также НСК на их основе, чем при поляризации микропористых ВПУМ САК и соответствующих композитов. Для всех трех ВПУМ введение наполнителей вызывает увеличение емкости электродов. Эффект более значителен для НСК, полученных из каменных углей с низкой степенью метаморфизма (увеличение до 1.8 и 1.6 раз относительно емкости исходных матриц для НСК на основе СДК и СБК соответственно, согласно данным электрохимической импедансной спектроскопии), и связан со снижением активного сопротивления ячеек, сопротивления переноса заряда и в целом активной составляющей импеданса.

Методами рентгенофазового и рентгеноструктурного анализа, малоуглового рентгеновского рассеяния и просвечивающей электронной микроскопии высокого разрешения изучены и впервые сопоставлены морфология наночастиц, структурно-фазовые свойства и фазовые трансформации при нагревании “богатых” благородными металлами наноструктурированных систем CoPt и CoPd, полученных совместным восстановлением гидразин-гидратом смесей водных растворов прекурсоров. Полученные результаты представляют интерес при разработке основ материаловедения биметаллических наносплавов, а также относятся к ключевым в понимании процессов, приводящих к формированию при нагревании наносплавов FePt, CoPt и FePd интерметаллидов с высокоупорядоченной структурой L1₀, обладающих рекордными для биметаллов магнитными и магнитооптическими свойствами. ВВЕДЕНИЕ

Работа посвящена разработке нового типа железосодержащего катализатора (Кт) на основе лигнина для процесса гидрирования монооксида углерода. Каталитические системы получали методом гидротермального синтеза и изучали комплексом физико-химических методов (ИК-Фурье спектроскопия, спектроскопия комбинационного рассеяния, низкотемпературная адсорбция азота, элементный анализ, атомно-абсорбционный анализ, рентгенофазовый анализ, рентгеновская фотоэлектронная спектроскопия, просвечивающая электронная микроскопия). Показано, что сформированные катализаторы представляют собой мелкозернистый непирофорный негигроскопичный порошок черного цвета. Установлено, что каталитические системы проявляют высокую активность в процессе гидрирования монооксида углерода: конверсия близка к 100 %, производительность по углеводородам С₅₊ достигает 131.6 г/(кг Кт•ч).

Изучено влияние температуры гидротермальной карбонизации (190-250 °С) гидролизного лигнина на свойства получаемых биоуглей. Биоугли исследованы комплексом физико-химических методов, проведен их элементный, технический и термический анализ. Показано, что повышение температуры гидротермальной обработки лигнина отрицательно влияет на выход биоугля, но позволяет получить термически более стабильный продукт, имеющий топливные характеристики, сопоставимые с бурыми углями.