ИЗВЕСТИЯ ВЫСШИХ УЧЕБНЫХ ЗАВЕДЕНИЙ. СЕРИЯ «ХИМИЯ И ХИМИЧЕСКАЯ ТЕХНОЛОГИЯ»

Импакт-фактор РИНЦ за 2013 г - 0,577

Журнал входит в Перечень рецензируемых научных изданий, в которых должны быть опубликованы основные научные результаты диссертаций на соискание ученой степени кандидата и доктора наук (приказперечень )

Журнал включен в международные базы данных RSCI Web of Science, Chemical Abstracts и EBSCO Publishing (США), а также рекомендован Министерством науки и высшего образования Польши для публикаций материалов научных диссертаций


2017. Т. 60. Вып. 6.

Открытый доступ Открытый доступ  Ограниченный доступ Платный доступ или доступ для подписчиков

Содержание

Обзорные статьи

Lothar Schafer, Yury.I. Tarasov, Nina V. Sharonova, Anatoly A. Ischenko

 

В статье описан метод сверхбыстрой электронной нанокристаллографии ‒ конкретной реализации метода сверхбыстрой электронной кристаллографии, оптимизированной для высокочувствительного и высокоэффективного сбора данных при исследовании наноструктур с высоким временным разрешением, от пико до фемтосекунд. Эти достижения открыли новые возможности для изучения когерентной структурной динамики наночастиц. Наноструктуры характеризуются рядом необычных свойств по сравнению с их объемными аналогами. Прежде всего, это связано с проявлением квантово-размерного эффекта и относительно большого числа структурных единиц наночастицы, находящихся на ее поверхности. Одной из структурных особенностей является возникновение так называемых нанокристаллических структурных типов, которые имеют тенденцию к образованию замкнутых оболочек, и связаны с появлением магических чисел в распределении размеров. Морфология и параметры решетки нанокристаллов сильно зависят от подложки и модификации поверхности, что приводит к сжатию и образованию границ двойников из-за релаксации поверхностных деформаций. Статья описывает эксперимент сверхбыстрой электронной нанокристаллографии, теорию метода и анализ данных, а также процедуру пробоподготовки поверхности подложки и образцов при исследовании методом UEnC. Представленные примеры включают результаты изучения структурной динамики конденсированной фазы, поверхностей и нанокристаллов, динамики плавления наночастиц и прямое наблюдение генерации когерентных оптических фононов в нанопленках. В статье цитируются результаты нескольких всемирно известных исследовательских групп.


Для цитирования:

Шефер Л., Тарасов Ю.И., Шаронова Н.В., Ищенко А.А. Сверхбыстрая электронная кристаллография и нанокристаллография: для химии, биологии и материаловедения. Часть II. Сверхбыстрая электронная нанокристаллография. Изв. вузов. Химия и хим. технология. 2017. Т. 60. Вып. 6. С. 4-27.


PDF
4-27
Kamila T. Shakhmurzova, Svetlana Yu. Khashirova, Mukhamed Kh. Ligidov, Zhanna I. Kurdanova, Azamat A. Zhansitov, Artur E. Baiykaziev, Sergey I. Pakhomov

Полиэфиры представляют большой интерес для различных отраслей промышленности благодаря комплексу ценных свойств, таких как термостойкость, огнестойкость, высокая прочность и др. Кардовые полимеры занимают особое место среди полимеров с повышенной теплостойкостью, содержащие в основной полимерной цепи по крайней мере один элемент, входящий в состав боковой циклической группировки. Наличие таких фрагментов повышает температуру стеклования и термостойкость, что позволяет эксплуатировать сополимеры при более высоких температурах без изменения физико-механических показателей. Для кристаллических полимеров наличие кардовых фрагментов приводит к лучшей растворимости в органических растворителях. Один из перспективных путей синтеза теплостойких полимерных материалов основан на использовании в качестве сомономеров ароматических соединений, таких как 3,3-бис(4'-гидроксифенил)фталид, 3-хлор-3-(дифенилоксид-4'-ил)фталид, 3-хлор-3-(дифенилсульфид-4'-ил)-фталид, 9,9-бис(4'-гидроксифенил)флуорен, 9,9-бис(4'-гидроксифенил)антрон-10, 2-фенил-3,3-бис (4'гидроксифенил) фталимидин и др. В настоящее время во всем мире обострилась проблема, связанная с выбросом токсичных отходов в окружающую среду, что вызывает необратимые климатические изменения. Для решения такой проблемы было предложено разработать твердые топливные элементы на основе полимерных протонообменных мембран. Так, полимерные мембраны должны удовлетворять целому ряду требований: обеспечивать минимальные омические потери, обладать значительной протонной проводимостью, механической прочностью, термическую устойчивость и иметь ограниченную растворимость в органических растворителях. Полимерные мембраны с кардовыми фрагментами в основной цепи удовлетворяют всем предъявляемым требованиям. В представленном обзоре рассмотрены особенности синтеза и свойства сополимеров на основе полисульфонов, полиэфиркетонов, полиэфиримидов с кардовыми фрагментами.


Для цитирования:

Шахмурзова К.Т., Курданова Ж.И., Жанситов А.А., Байказиев А.Э., Хаширова С.Ю., Пахомов С.И., Лигидов М.Х. Синтез и свойства ароматических полиэфиров с кардовыми фрагментами. Изв. вузов. Химия и хим. технология. 2017. Т. 60. Вып. 6. С. 28-39.


PDF
28-39

ХИМИЯ неорганич., органич., аналитич., физич., коллоидная, высокомолекулярных соединений

Anton A. Chumakov, Valentina N. Batalova, Yuriy G. Slizhov, Tamara S. Minakova

Процесс разложения (диспропорционирования, дисмутации) пероксида водорода на воду и молекулярный кислород сопровождается межмолекулярной передачей двух электронов и двух протонов. До настоящего времени не детализирован механизм некаталитического диспропорционирования данного вещества. Мы предположили, что любой многоэлектронный окислительно-восстановительный процесс протекает ступенчато и состоит из последовательных одноэлектронных окислительно-восстановительных реакций. Мы составили уравнения всех одноэлектронных реакций, возможных в процессе некаталитического разложения пероксида водорода. Используя справочные значения термодинамических функций веществ (реагентов и продуктов реакций), мы рассчитали по общеизвестным уравнениям термохимии изменения стандартных термодинамических функций всех одноэлектронных реакций и суммарной реакции дисмутации пероксида водорода. Согласно полученным нами результатам расчётов, суммарная реакция разложения H2O2 приводит к значительной убыли свободной энергии Гиббса -246,0 кДж/моль в газовой фазе. Мы предположили, что первой ступенью некаталитической дисмутации пероксида водорода является межмолекулярная передача одного электрона и одного протона с одномоментным генерированием гидропероксильного свободного радикала HO2, гидроксильного свободного радикала HO и молекулы воды. Передача атома водорода осуществляется в димерном ассоциате (H2O2)2 (ассоциация за счёт водородных связей) в результате его термической или фотохимической активации, так как, согласно результатам расчётов, передача электрона и протона сопровождается (при тех же условиях, что суммарная реакция разложения) приростом свободной энергии Гиббса +39,9 кДж/моль. Это согласуется с известной зависимостью кинетики разложения пероксида водорода от термической, фотохимической или каталитической активации. Результаты термодинамического анализа обосновывают радикальный цепной механизм процесса, иллюстрируемый графически. В ходе цепного радикального разложения пероксида водорода осуществляется циклическое чередование двух основных термодинамически разрешенных радикально-молекулярных реакций. При этом радикал одного вида генерирует из очередной молекулы пероксида водорода радикал другого вида. Взаимодействия одноименных или разноименных радикалов между собой являются реакциями обрыва цепи.

Для цитирования:

Чумаков А.А., Баталова В.Н., Слижов Ю.Г., Минакова Т.С. Обоснование механизма некаталитического диспропорционирования пероксида водорода методом анализа термодинамики одноэлектронных окислительно-восстановительных реакций. Изв. вузов. Химия и хим. технология. 2017. Т. 60. Вып. 6. С. 40-44.


PDF
40-44
Zhanna V. Chirkova, Sergey I. Filimonov, Igor G. Abramov

Основным способом получения 4-формил-1H-пиразолов различного строения является обработка разнообразных гидразонов реактивом Вильсмейера-Хаака. Однако для гетероциклической системы бензофурана данная реакция применяется за редким исключением. Нами разработаны методы синтеза новых замещенных 3-(4-формил-1H-пиразол-3-ил)-2-метилбензофуран-5,6-дикарбонитрилов и 2-(1Н-пиразол-4-ил)-бензофуран-5,6-дикарбонитрилов модификацией 2,3-дизамещенных бензофуран-5,6-дикарбонитрилов с использованием реакции Вильсмейера-Хаака. Новые замещенные 3-(4-формил-1H-пиразол)-2-метил-1-бензофуран-5,6-дикарбонитрилы были получены при взаимодействии 3-ацетил-2-метил-1-бензофуран-5,6-дикарбонитрила с солянокислыми замещенными фенилгидразинами с последующей обработкой образующихся гидразонов реагентом Вильсмейера. Новый метод синтеза 3-замещенных 2-(1Н-пиразол-4-ил)-бензофуран-5,6-дикарбонитрилов заключается в конденсации аминовинилбензофуранов с гидразингидратом при кипячении в уксусной кислоте. Строение синтезированных соединений подтверждено совокупностью данных ИК-, ЯМР-спектроскопий, в том числе двумерной корреляционной 1H-1Hспектроскопией, и масс-спектрометрией. Для 3-(4-формил-1H-пиразол)-2-метил-1-бензофуран-5,6-дикарбонитрилов в ИК спектрах характерными являются сигналы циано- и формильной групп, в ЯМР 1Н спектрах - сигналы фталонитрильных протонов и протона альдегидной группы. Кроме того, подтверждением строения синтезированных 4-формилпиразолов является взаимодействие последних с гидразингидратом с получением соответствующих гидразонов. Для 3-замещенных 2-(1Н-пиразол-4-ил)-бензофуран-5,6-дикарбонитрилов в ИК спектрах характерными являются сигналы NH-протона пиразольного цикла, циано- и карбонильной групп, в ЯМР 1Н спектрах – уширенные синглеты NH-протона пиразольного цикла, что, вероятно, связано с прототропной кольцевой таутомерией пиразольного цикла, а также синглеты фталонитрильных протонов. Разработка методов синтеза новых 4-формилпиразолов различного строения является актуальной задачей, поскольку рассматриваемые соединения проявляют разнообразные фармакологические свойства: противомикробные, противовоспалительные, противотуберкулезные, противоопухолевые, антипаразитарные, и противовирусные.

Для цитирования:

Чиркова Ж.В., Филимонов С.И., Абрамов И.Г. Синтез бензофуран-5,6-дикарбонитрилов, аннелированных с пиразольным циклом. Изв. вузов. Химия и хим. технология. 2017. Т. 60. Вып. 6. С. 45-51.


45-51
Anton L. Kulentsan, Dmitriy A. Shutov, Vladimir V. Rybkin

Получены экспериментальные данные о параметрах тлеющего разряда атмосферного давления в воздухе с катодами из дистиллированной воды и воды, содержащей ионы калия, натрия и меди (II). Использовались хлориды соответствующих солей. Диапазон токов составлял 20-60 мА, а концентраций растворов -0,1-0,4 моль/л. Методом подвижного анода определены катодные падения потенциала и напряженности электрических полей в плазме. Эмиссионной спектроскопией путем моделирования неразрешенной вращательной структуры полос излучения второй положительной системы молекул азота найдены температуры газа. На основе этих данных найдены полные концентрации части, приведенные напряженности электрических полей. Обнаружено, что рост тока разряда приводит к уменьшению катодных падений потенциала, напряженностей электрических полей и приведенных напряженностей полей. В то же время температура газа практически не зависела от тока разряда и составляла 1600±150 К. Путем численного решения уравнения Больцмана для электронов определены функции распределения электронов по энергиям, средние энергии и концентрации электронов и константы скоростей процессов, протекающих под действием электронного удара. Сделана оценка вклада в образование заряженных частиц в плазме процессов ионизации атомов металлов, которые появляются в газовой фазе в результате неравновесного переноса из жидкого катода. Показано, что при мольных долях атомов металлов 10-4 и выше ионизация полностью определяется столкновениями электронов с атомами металлов, а не с молекулами основного плазмообразующего газа. Также показано, что разряды с катодами, содержащими растворы солей, обладают меньшими величинами катодных падений потенциалов.

Для цитирования:

Куленцан А.Л., Шутов Д.А., Рыбкин В.В. Влияние процессов переноса компонентов жидкого катода на процессы ионизации в разряде постоянного тока атмосферного давления в воздухе. Изв. вузов. Химия и хим. технология. 2017. Т. 60. Вып. 6. С. 52-58.


PDF
52-58
Ivan M. Borisov, Azamdzhon A. Nabiev, Alfia A. Mukhamedyanova, Lutfullo Soliev, Azamdzhon F. Toshov, Jamila M. Musodzhonova

Кондуктометрическим методом показано снижение степени электролитической диссоциации сульфата натрия с увеличением доли этанола в водно-спиртовом растворе. Установлено, что константа диссоциации сульфата натрия понижается с ростом концентрации спирта в растворе. Общепризнано, что степень электролитической диссоциации электролитов в растворе зависит от диэлектрической проницаемости растворителя. Вода и этанол сильно различаются диэлектрической проницаемостью. Поэтому при варьировании содержания спирта в смеси с водой возможно получение растворителей с различной диэлектрической проницаемостью, оказывающих влияние на равновесное состояние соли в растворе. Известно, что степень электролитической диссоциации электролита зависит не только от его природы, но и от диэлектрической проницаемости среды. Поэтому в водно-этанольных растворах с увеличением содержания спирта сульфат натрия должен проявлять свойства слабого электролита. В этом случае зависимость молярной электропроводности от концентрации сульфата натрия в водно-этанольных растворах будет иметь другой вид. Действительно, с увеличением содержания спирта в водно-этанольных растворах снижается молярная электропроводность вследствие понижения степени электролитической диссоциации Na2SO4. С понижением [Na2SO4] возрастает электропроводность, приближаясь к λ0, как для водного, так и для водно-спиртовых растворов. Как следует из полученных данных, зависимость λ от [Na2SO4]0 для водного раствора с высоким коэффициентом корреляции трансформируется в прямую линию в координатах уравнения Кольрауша, так как сульфат натрия в водной среде выступает сильным электролитом. Для водно-этанольных растворов высокий коэффициент корреляции наблюдается в случае [C2H5OH]³ 60 %объёмных. Это означает, что в этих растворах сульфат натрия проявляет свойства слабого электролита. При содержании спирта от 10% до 50% объёмных сульфат натрия выступает электролитом средней силы, и поэтому характерны низкие коэффициенты корреляции для различных трансформаций.

Для цитирования:

Борисов И.М., Набиев А.А., Мухамедьянова А.А., Солиев Л., Тошов А.Ф., Мусоджонова Дж.М. Электролитическая диссоциация сульфата натрия в водно-этанольных растворах. Изв. вузов. Химия и хим. технология. 2017. Т. 60. Вып. 6. С. 59-64.


PDF
59-64
Anna O. Plotnikova, Yulia B. Ivanova, Nugzar Zh. Mamardashvili

В настоящей работе методом спектрофотометрического титрования изучены реакции основного взаимодействия 5,10,15,20-тетра (4-ОН-фенил)порфирина в ацетонитриле с хлорной кислотой и проведена химическая кинетика лиганда с ацетатом цинка в диметилформамиде. Получены константы основной диссоциации протонированных кислот 5,10,15,20-тетра (4-ОН-фенил)порфирина и кинетические параметры реакции образования соответствующего цинкового комплекса. В работе проведен сравнительный анализ полученных собственных и литературных данных по основным и комплексообразующим свойствам 5,10,15,20-тетра(4-OH-фенил) порфирина и 5,10,15,20-тетрафенилпорфирина в ацетонитриле и диметилфорамиде в интервале 298-333 К, что позволило сделать ряд интересных выводов, касающихсястабилизации ионных форм лиганда в ацетонитриле и диметилформамиде и влияния растворителя на глубину протонирования лиганда и  кинетическую скорость образования соответствующих цинковых комплексов. В работе показано, что стабилизация ионных форм лиганда при переходе от ацетонитрила к диметилформамиду снижает глубину протонирования лиганда, что отражается в уменьшении значений констант диссоциации катионных форм порфирина и кинетической скорости, и соответствующих энергетических затрат на реакцию образования ZnT(4-OH-Ph)P. В работе показано, что реакционная способность лиганда в диполярной апротонной среде может регулироваться изменением свойств этой среды, что позволяет прогнозировать процессы синтеза соединений с заданными свойствами.

Для цитирования:

Плотникова А.О., Иванова Ю.Б., Мамардашвили Н.Ж. Исследование комплексообразующих свойств 5,10,15,20-тетра(4-OH-фенил) порфирина в ацетонитриле и диметилформамиде. Изв. вузов. Химия и хим. технология. 2017.
Т. 60. Вып. 6. С. 65-71.


PDF
65-71
Grigory I. Gusev, Andrey A. Gushchin, Vladimir I. Grinevich, Anastasiya A. Osti, Tatyana V. Izvekova, Elena Yu. Kvitkova

Работа посвящена изучению процессов восстановления сорбционных свойств диатомита, загрязненного нефтепродуктами (НП), при обработке его в диэлектрическом барьерном разряде (ДБР). Определены зависимости сорбционной ёмкости от начальной концентрации нефтепродуктов для трех видов сорбентов (диатомит, шунгит, цеолит) и установлены рабочие диапазоны концентраций НП для исследованных сорбентов. Показано, что предварительная обработка незагрязненного диатомита в ДБР приводила к увеличению его сорбционной емкости, т.е. происходила «активация» сорбента, связанная с изменением свойств его поверхности, а именно с увеличением поверхности активных центров. Максимальное число циклов регенерации сорбента в ДБР, при которых он не теряет своих физических свойств, составляет восемь циклов. Были установлены оптимальные параметры обработки загрязнённого НП диатомита в ДБР: время обработки – 1 мин, расход плазмообразующего газа – 1 л/мин, мощность, вкладываемая в разряд – 8,9 Вт/см3. После обработки сорбента в плазмохимическом реакторе при оптимальных условиях сорбционная ёмкость диатомита увеличивается в 2,4 раза. Таким образом, по результатам проведенных исследований выявлено, что при обработке загрязненных сорбентов диэлектрический барьерный разряд обладает синергетическим эффектом: активирует поверхность сорбционного материала и приводит к деструкции нефтепродуктов, присутствующих в сорбенте, т.е. данный способ может быть эффективно использован при очистке загрязненных нефтепродуктами объектов окружающей среды.

Для цитирования:

Гусев Г.И., Гущин А.А., Гриневич В.И., Ости А.А., Извекова Т.В., Квиткова Е.Ю. Регенерация природных сорбентов, загрязненных нефтепродуктами, в плазме диэлектрического барьерного разряда. Изв. вузов. Химия и хим. технология. 2017. Т. 60. Вып. 6. С. 72-76.


PDF
72-76
Nadinbeg N. Verdiev, Alibek B. Alkhasov, Sabina M. Omarova, Uhumaali G. Magomedbekov, Umukusum G. Gasangadzhieva, Vasiliy I. Dvoryanchikov

Дифференциально-термическим методом физико-химического анализа исследован стабильный тетраэдр (LiF)2 – (NaF)2 – (NaCl)2 – Na3FSO4 четырехкомпонентной взаимной системы Li, Na // F, Cl, SO4. Установлено, что система эвтектическая. Эвтектика кристаллизуется при 543 °С. Система Li, Na // F, Cl, SO4 характеризуется наличием трех соединений, одной дистектики Na3FSO4 и двух перитектических соединений Li2Na4(SO4)3, LiNaSO4. Четырехкомпонентные взаимные системы, в элементы огранения которых входят необратимо-взаимные или сингулярные трехкомпонентные системы без соединений, разбиваются, как правило, на три тетраэдра. В данном случае разбиения диаграммы составов системы Li, Na // F, Cl, SO4 произведено с учетом соединений инконгруэнтного и конгруэнтного плавлений, в результате выявлены семь тетраэдров: 1. (LiF)2 – (LiCl)2 – Li2SO4 – (NaCl)2; 2. (LiF)2 – Li2SO4 – (NaCl)2 – Na3FSO4; 3. Li2SO4 – Na2SO4 – (NaCl)2 – Na3FSO4; 4. (LiF)2 – (NaF)2 – (NaCl)2 – Na3FSO4; 5. Li2Na4(SO4)3 – LiNaSO4 – Na3FSO4 – (NaCl)2; 6. LiNaSO4 – Na3FSO4 – Li2SO4 – (NaCl)2; 7. Li2Na4(SO4)3 – Na3FSO4 – Na2SO4 – (NaCl)2. Проведенным нами теоретическим анализом граневых элементов этих  тетраэдров, а затем и исследованием ДТА единичных составов в каждом тетраэдре, установлено, что нонвариантные точки из тетраэдров, образованных с участием соединений инконгруэнтного плавления, мигрируют в граничащие с ними тетраэдры с инверсией в четверные перитектики. Отсутствие нонвариантных точек в тетраэдрах, образованных с участием соединений инконгруэнтного плавления: Li2Na4(SO4)3 – LiNaSO4 – Na3FSO4 – (NaCl)2; LiNaSO4 – Na3FSO4 – Li2SO4 – (NaCl)2; Li2Na4(SO4)3 – Na3FSO4 – Na2SO4 – (NaCl)2, подтверждается отсутствием на термограммах ДТА единичных составов этих тетраэдров термоэффектов совместной кристаллизации четырех фаз. В данной работе для экспериментального исследования выбран тетраэдр (LiF)2 – (NaF)2 – (NaCl)2 – Na3FSO4, в состав которого не входят перитектические соединения, и в этой системе локализован только один эвтектический состав. Выбор данной системы для экспериментального исследования обусловлен и тем, что в ее состав входит фторид лития, обладающий относительно большим значением энтальпии фазового перехода, что является одним из определяющих факторов при подборе теплонакопителей, теплоносителей для устройств, аккумулирующих тепловую и солнечную энергию. Также в систему входят соли, широко применяемые в целлюлозно-бумажной, текстильной, пищевой, строительной промышленности. Исследование диаграмм фазовых равновесий таких систем позволить расширит области применения низкоплавких эвтектических составов.

Дляцитирования:

ВердиевН.Н., ОмароваС.М., АлхасовА.Б., МагомедбековУ.Г., ГасангаджиеваУ.Г., ДворянчиковВ.И. Система (LiF)2 – (NaF)2 – (NaCl)2 – Na3FSO4. Изв. вузов. Химия и хим. технология. 2017. Т. 60. Вып. 6. С. 77-82.


PDF
77-82

ХИМИЧЕСКАЯ ТЕХНОЛОГИЯ неорганических и органических веществ, теоретические основы

Nadzgaf T. Kakhramanov, Junis N. Gahramanly, Rena V. Kurbanova, Reyhan S. Gadzhiyeva

Приводятся результаты исследования влияния объемной массы сшитых и вспененных сорбентов на основе композиций вторичного ударопрочного полистирола с битумом и стеаратом цинка на их сорбционную емкость по нефти и нефтепродуктам. Механохимический синтез пенополимерных сорбентов проводили на экструдере с 3-х зонным материальным цилиндром. В качестве пенообразователя использовали азодикарбонамид, а сшивающего агента перекись дикумила. Пенополимерные сорбенты обладают высокой плавучестью и гидрофобностью, что в совокупности способствует повышению селективности процесса сорбции нефти и нефтепродуктов с водной поверхности. Сорбционную емкость определяли весовым методом по разности массы сорбента до и после сорбции. Показано, что нефть лучше всего сорбируется на пенополимерных сорбентах с низкой объемной массой и большим диаметром закрытоячеистых структур. В то же время, дизельное топливо хорошо сорбируется на сорбентах с относительно высокой объемной массой и соответственно меньшим диаметром пор и ячеек. Нефтяные масла наиболее эффективно сорбируются на пенополимерных сорбентах, объемная масса и диаметр ячеек которых занимает промежуточное положение в сравнении с сорбентами, предназначенными для сорбции нефти и дизельного топлива. Установлено также, что независимо от диаметра пор и ячеек скорость сорбционных процессов возрастает с повышением температуры водной среды. В этом случае, в зависимости от типа сорбата, объемной массы сорбента и температуры среды изменение сорбционной емкости происходит по определенной закономерности. Показано, что полученные сорбенты характеризуются способностью к многократной регенерации при сохранении высокой плавучести, гидрофобности и сорбционной емкости по нефти и нефтепродуктам.

Для цитирования:

Кахраманов Н.Т., Кахраманлы Ю.Н., Курбанова Р.В., Гаджиева Р.С. Исследование процесса сорбции нефти и нефтепродуктов пенополимерными сорбентами на основе ударопрочного полистирола. Изв. вузов. Химия и хим. технология. 2017. Т. 60. Вып. 6. С. 83-88.


PDF
83-88
Lyudmila V. Tabulina, Tamara G. Rusalskaya, Boris G. Shulitsky, Ivan V. Komissarov, Yuri P. Shaman, Anatoliy G. Carosa

Исследовано влияние многостадийной жидкофазной химической обработки углеродных нанотрубок, полученных парогазовым синтезом (СVD-методом), на количественный и качественный составы их массивов, а также состояние их структуры в целях выбора оптимальных условий очистки этого материала от примесей. Синтез углеродных нанотрубок был осуществлен с использованием катализатора на основе оксидов железа и молибдена, нанесенного на мелкодисперсный оксид алюминия, и метана в качестве углеродного реагента. Воздействия химических реагентов на степень очистки и состояние структуры стенок углеродных нанотрубок было изучено на всех стадиях многостадийной химической обработки полученного материала. Полный цикл очистки синтезированных углеродных нанотрубок от сопутствующих примесей включал методы, применяющие концентрированные водные растворы таких химических веществ, как соляная кислота (концентрация 11,5М), перекись водорода (концентрация 8,8М), азотная кислота (концентрация 15М). Изменения качественных и количественных составов, структурных характеристик материалов, полученных поэтапно при проведении многостадийного использованного способа чистки углеродных нанотрубок от примесей, исследованы при помощи таких физико-химических методов, как рентгеновская энергодисперсионная спектроскопия, спектроскопия комбинационного рассеяния света, просвечивающая электронная микроскопия. Установлено, что для эффективной очистки углеродных нанотрубок, которые являются малостенными нанотрубками, необходимо осуществлять последовательную обработку материала-сырца растворами соляной кислоты и перекиси водорода. Позитивное влияние на качество очистки синтезированных СVD-методом малостенных углеродных нанотрубок оказывает финишная обработка раствором азотной кислоты. При этом необходимо оптимизировать длительность предварительно проводимой стадии, использующей раствор перекиси водорода, для предотвращения деструктивного воздействия азотной кислоты на структуру углеродных нанотрубок.

Для цитирования:

Табулина Л.В., Русальская Т.Г., Шулицкий Б.Г., Шаман Ю.П., Комиссаров И.В., Кароза А.Г. Особенности очистки углеродных нанотрубок от примесей после их синтеза. Изв. вузов. Химия и хим. технология. 2017. Т. 60. Вып. 6. С. 89-94.


PDF
89-94
Andreiy V. Afineevskii, Dmitriy A. Prozorov, Mikhail V. Lukin, Tatiana Yu. Osadchaya, Yaroslav P. Sukhachev

Исследован процесс гидрогенизации двойной связи «углерод-углерод» в молекуле малеата натрия на частично дезактивированных катализаторах на основе никеля в воде при атмосферном давлении. Получены кинетические закономерности исследованных процессов. Найдено, что добавки сульфида приводят к понижению порядка реакции, как для скелетного, так и для нанесённого никелевых катализаторов, однако корреляционные зависимости активности от количеств введенной серы имеют сложный характер и не зависят от количества активного металла на поверхности катализатора. Предложен метод синтеза нанесённого никелевого катализатора, устойчивого к окислению кислородом воздуха и обладающего активностью более чем в два раза превышающей активность никеля Ренея. Показана устойчивость работы никелевых катализаторов (никеля Ренея и никеля, нанесённого на силикагель) в присутствии примесей сульфид-ионов в реакционной системе. Обнаружено, что нанесённый никелевый катализатор обладает значительно большей устойчивостью к дезактивации, чем скелетный катализатор. Продемонстрирована роль носителя при адсорбции сульфида из раствора в процессе дезактивации исследованных катализаторов. Сделано предположение, что большая устойчивость нанесённого катализатора к дезактивации обусловлена сорбцией каталитического яда силикагелем. Высказано предположение о возможности регулирования характера селективности дезактивации катализатора без изменения природы растворителя.  Показана возможность целенаправленного варьирования в широких пределах адсорбционных свойств поверхности активного металла по отношению к веществам участникам реакции, что даёт возможность выработки подходов к синтезу катализаторов с заданными параметрами активности и селективности по отношению к определённым классам органических соединений.

Для цитирования:

Афинеевский А.В., Прозоров Д.А., Осадчая Т.Ю., Сухачев Я.П., Лукин М.В. Каталитические свойства никеля в реакции жидкофазного гидрирования двойной связи «углерод-углерод». Изв. вузов. Химия и хим. технология. 2017. Т. 60. Вып. 6. С. 95-101.


PDF
95-101
Alexandr E. Zavadskii, Valeria G. Stokozenko, Andrey P. Moryganov, Igor Yu. Larin

Проведено сравнительное исследование состава и надмолекулярной структуры льняных волокон, полученных методами котонизации и механической элементаризации под действием циклических деформирующих нагрузок. Показано, что в процессе циклического деформирования достигается удаление значительной доли примесей с повышением содержания целлюлозы до 80,1%. Разделение при этом комплексов на элементарные филаменты обеспечивает повышение общей поверхности материала и, как следствие, доступности волокон для реагентов при последующей щелочной отварке. Рентгенографический анализ образцов льна методом сравнения нормализованных параметров дифракции кристаллитными областями целлюлозы позволил установить, что степень кристалличности целлюлозной составляющей волокон остается постоянной даже при глубокой очистке сырья под действием циклических деформаций и последующей отварке. Исследование ориентированных волокон методом рентгеноструктурного анализа показало, что удаление примесей из льна в результате элементаризации оказывает лишь слабое влияние на размеры кристаллитов целлюлозы. При более глубокой очистке волокон в результате отварки наблюдается увеличение поперечных размеров кристаллитов на 4 – 6%. Данное явление может быть связано со снижением влияния дифракционного максимума от примесей на полуширину экваториального рефлекса 200 для целлюлозы Iβ. Необходимо отметить, что продольные размеры кристаллитов при этом сохраняются. Высказано предположение о возможном влиянии снижения содержания примесей на надмолекулярную структуру аморфной фазы целлюлозы и, как следствие, на наблюдаемый рост сорбционных и механических свойств льняных волокон при элементаризации методом циклического деформирования.

Для цитирования:

Завадский А.Е., Стокозенко В.Г., Морыганов А.П., Ларин И.Ю. Анализ структурных изменений целлюлозной составляющей в процессе элементаризации волокон льна. Изв. вузов. Химия и хим. технология. 2017. Т. 60. Вып. 6. С. 102-108.


PDF
102-108
Vladimir P. Zhukov, Dmitriy А. Osipov, Henryk Otwinowski, Dariusz Urbaniak

Совместное измельчение компонентов разной прочности приводит к тому, что частицы более прочного компонента после измельчения оказываются более крупными по сравнению с частицами менее прочного компонента смеси. Классификация частиц такой смеси по крупности позволяет обогатить целевым компонентом готовый продукт. Обоснованный выбор технологических условий для эффективного разделения смеси разнопрочных компонентов является актуальной задачей, стоящей перед химической и смежными отраслями промышленности. Расчетные исследования проводились в рамках концепции моделирования химических процессов на основе дискретных аналогов уравнения Больцмана. Для выполнения экспериментальных исследований разработана специальная программа проведения и обработки опытных данных, полученных на лабораторной помольной установке со струйной мельницей кипящего слоя. В ходе теоретических исследований предложена модель для описания кинетики измельчения каждого компонента смеси, что позволяет оценивать эффективность обогащения готового продукта целевым компонентом. Разработан метод решения уравнений модели селективного измельчения и алгоритм его компьютерной реализации. В ходе экспериментальных исследований получены результаты измельчения бинарной смеси компонентов при различном их содержании в загрузке струйной мельницы кипящего слоя. По полученным результатам раздельного измельчения компонентов смеси выполнена идентификация модели, в ходе которой определены параметры, характеризующие прочностные свойства каждого компонента. Проверка адекватности модели выполнена по результатам совместного измельчения компонентов смеси при разном содержании в ней исследуемых компонентов. Опытные данные, используемые для проверки адекватности, не были использованы при проведении идентификации модели. На основании сопоставления результатов расчетных и экспериментальных исследований показана адекватность предложенного математического описания и возможность с его помощью проведения оценки эффективности разделения компонентов смеси. Проведенные исследования позволили развить концепцию моделирования химических процессов на основе дискретных аналогов уравнения Больцмана на случай описания селективного измельчения смеси разнопрочных компонентов. Проведенный расчетный анализ показал, что модель с приемлемой для инженерных расчетов точностью описывает процесс селективного измельчения смеси разнопрочных компонентов, что позволяет проводить практическую оценку возможности обогащения любых компонентов и определять оптимальные технологические условия проведения процесса разделения данных компонентов.

Для цитирования:

Жуков В.П., Осипов Д.А., Otwinowski H., Urbaniak D. Расчетно-экспериментальные исследования измельчения смеси разнопрочных компонентов. Изв. вузов. Химия и хим. технология. 2017. Т. 60. Вып. 6. С. 109-115.


PDF
109-115