2018. Т. 61. Вып. 3.

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

Содержание

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

Irina A. Kuz’mina, Mariya A. Volkova, Kseniya I. Kuz’mina, Valentin A. Sharnin, Natalya V. Belova

Методом квантовой химии с использованием теории функционала электронной плотности (DFT) в варианте B3LYP с применением базисного набора 6-31G, дополненного поляризационными и диффузными функциями, и в рамках модели самосогласованного реактивного поля (PCM) проведены расчеты энергетики и структуры молекулы пиридина (Py) в свободном состоянии, метаноле (MeOH), ацетонитриле (AN), диметилсульфоксиде (DMSO) и диметилформамиде (DMF). Установлено, что переход молекулы пиридина из свободного состояния в среду MeOH, AN, DMF и DMSO приводит: к увеличению длин связей только между атомами азота и углерода амина; к значительным изменениям величин зарядов на атомах углерода, связанных с реакционным центром (рост положительных зарядов изменяется в ряду: DMF = DMSO < MeOH = AN); к росту положительного заряда на атомах водорода, который изменяется в ряду: MeOH = AN < DMF = DMSO. Проведен сравнительный анализ энтальпий переноса пиридина из MeOH в AN, DMF и DMSO (DtrH°(Py)MeOH→solv), полученных из калориметрических измерений и учитывающих как универсальные, так и специфические типы взаимодействий, с величинами DtrH°(Py)MeOH→solv, полученными из квантово-химических расчетов, которые учитывают только универсальную составляющую пересольватации. Установлено, что основной вклад в изменение сольватного состояния пиридина при смене состава растворителя MeOH→DMF и MeOH→AN дает пересольватация атома азота. В случае переноса Py из MeOH в DMSO вклады от пересольватации атома азота и углеводородного радикала в общую энергетику пересольватации молекулы примерно одинаковы.

Для цитирования:

Кузьмина И.А., Волкова М.А., Кузьмина К.И., Белова Н.В., Шарнин В.А. Сольватационные вклады функциональных групп молекулы пиридина в энтальпии переноса амина из метанола в ацетонитрил, диметилсульфоксид и диметилформамид.Изв. вузов. Химия и хим. технология. 2018. Т. 61. Вып. 3. С. 4-9


PDF (English)
4-9
Hoang Anh, Vera A. Kalashnikova, Olga.V. Lefedova

Статья посвящена кинетике гидрогенизации 4-нитро-2'-гидрокси-5'-метилазобензола на скелетном никеле в водном растворе 2-пропанола азеотропного состава при различных начальных концентрациях исходного соединения. Согласно полученным зависимостям поглощения водорода в ходе процесса, изменения количеств исходного 4-нитро-2'-гидрокси-5'-метилазобензола, обработке кинетических кривых в линейных координатах различных порядков, данным материального баланса по продуктам реакции, сделан вывод о том, что при низких концентрациях присоединение водорода осуществляется по нитро- и азогруппам к исходной молекуле 4-нитро-2'-гидрокси-5'-метилазобензола. Увеличение исходного количества 4-нитро-2'-гидрокси-5'-метилазобензола, вводимого в реактор, приводит к заметному снижению содержания 4-амино-2'-гидрокси-5'-метилазобензола. Экспериментально установлено, что при низких начальных концентрациях гидрогенизация 4-нитро-2'-гидрокси-5'-метилазобензола на скелетном никеле в водном растворе 2-пропанола азеотропного состава протекает по первому порядку и нулевому по водороду. Увеличение начальной концентрации гидрируемого соединения выше предела растворимости приводит к резкому увеличению значения избыточной адсорбции 4-нитро-2'-гидрокси-5'-метилазобензола, росту диффузионного торможения по водороду и смене порядка по восстановителю. При исследованных начальных количествах 4-нитро-2'-гидрокси-5'-метилазобензола превращение протекает по двум параллельным направлениям. Одно из направлений обусловлено присоединением водорода по нитрогруппе с образованием 4-амино-2'-гидрокси-5'-метилазобензола, а второе по азогруппе с образованием
2-амино-4-крезол и 4-нитроанилин.

Для цитирования:

Хоанг Ань, Калашникова В.А., Лефедова О.В. Кинетика гидрогенизации 4-нитро-2'-гидрокси-5'-метилазобензола на скелетном никеле в водном растворе 2-пропанола. Изв. вузов. Химия и хим. технология. 2018. Т. 61. Вып. 3. С. 10-15


PDF
10-15
Bulat К. Kasenov, Shuga B. Kasenova, Zhenisgul I. Sagintaeva, Yerbolat Y. Kuanyshbekov, Meruert O. Turtubaeva

Методом керамической технологии из оксидов Nd (III), Zn (II), Mn (III) и карбонатов щелочноземельных металлов магния и кальция синтезированы цинкато-манганиты состава NdM2IIZnMnO6 (MII − Mg, Ca). Рентгенофазовый анализ соединений проведен на дифрактометре ДРОН-2,0. Установлено, что они кристаллизуются в кубической сингонии со следующими параметрами рештки NdMg2ZnMnO6 – а=13,927±0,035 Å, Z = 4, V0 = =2701,36±0,11 Å3, V0эл.яч. = 675,34±0,03 Å3, ρрент = 4,20, ρпикн = 4,19±0,01 г/см3; NdCa2ZnMnO6 – а=13,910±0,030 Å, Z = 4, V0 = 2691,45±0,10 Å3, V0эл.яч. = 672,86±0,03 Å3, ρрент = 4,04, ρпикн = 4,01±0,08 г/см3. Методом динамической калориметрии в интервале 298,15-673 К на калориметре ИТ-С-400 исследованы температурные зависимости теплоемкости цинкато-манганитов NdMg2ZnMnO6 и NdСа2ZnMnO6. При каждой температуре (через 25 К) проводились по пять параллельных опытов, результаты которых усреднялись и обрабатывались методами математической статистики. В результате калориметрических исследований теплоемкости в интервале 298,15-673 К у соединений на кривой температурной зависимости теплоемкости обнаружены фазовые переходы II – рода при температурах 373, 548 К - NdMg2ZnMnO6, 448, 573 К – NdCa2ZnMnO6. Указанные фазовые переходы, вероятно, обусловлены эффектами Шоттки, переходом из полупроводниковой проводимости к металлической, а также с изменениями емкости, диэлектрической проницаемости, появлением точек Кюри, Нееля и др. На основе экспериментальных данных выведены уравнения температурных зависимостей теплоемкости цинкато-манганитов c учетом температур фазовых переходов. Методом ионных инкрементов рассчитаны стандартные энтропии исследуемых соединений. Рассчитаны значения С°р(Т) и термодинамических функций Н°(Т)-Н°(298,15), S°(T) и Фхх(Т).

Дляцитирования:

КасеновБ.К., КасеноваШ.Б., СагинтаеваЖ.И., КуанышбековЕ.Е., ТуртубаеваМ.О. Синтезиисследованиетермодинамическихсвойствновыхцинкато-манганитов NdM2IIZnMnO6 (MII − Mg, Ca).Изв. вузов. Химия и хим. технология. 2018. Т. 61. Вып. 3. С. 16-20


PDF
16-20
Svetlana E. Pratskova

В статье приведены результаты термодинамического моделирования системы LiCl – H2O. Для описания термодинамических свойств водных растворов электролита наиболее широко используется модель Питцера. Модельные уравнения просты и содержат небольшое количество переменных параметров, имеющих определенный физический смысл. Это линейные комбинации вириальных коэффициентов в разложении избыточной свободной энергии Гиббса раствора по числу молей ионов. Выведены уравнения для расчета среднего ионного коэффициента активности для компонента системы LiCl и осмотического коэффициента воды. Рассчитаны энергетические параметры модели с учетом опытных данных по осмотическому коэффициенту воды Ф от состава раствора при 25 °С и от температуры для системы LiCl – H2O. Для проверки адекватности модели Питцера была решена обратная задача, то есть были рассчитаны значения осмотического коэффициента воды и среднего ионного коэффициента от состава раствора. Вычисленные значения хорошо согласуются с экспериментальными данными. Определены значения стандартных энергий Гиббса образования кристаллогидратов LiCl×H2O, LiCl×2H2O. Построена двойная фазовая диаграмма LiCl – H2O. На расчетной диаграмме имеется эвтектическая точка с координатами 25,3 мас. % LiCl, t = -80 °C и две перитектики – 48,2 мас. % LiCl, t = 50 °C; 56,5 мас. % LiCl, t = 102 °C. Произведен расчет избыточных парциальных молярных энтальпий и энтропий компонентов раствора. Как следует из полученных данных, водные растворы хлорида лития образуются с поглощением тепла, система стабилизируется за счет увеличения энтропии. Раствор испытывает положительные отклонения от идеальности.

Для цитирования:

Працкова С.Е. Моделирование термодинамических свойств и фазовых равновесий в системе LiCl – H2O в рамках модели питцера.Изв. вузов. Химия и хим. технология. 2018. Т. 61. Вып. 3. С. 21-25


PDF
21-25
I. Jabborov, L. Soliev, I. Nizomov, J. Musodzonova

В статье рассмотрены результаты исследования по определению возможных фазовых равновесий на геометрических образах пятикомпонентной взаимной водно-солевой системе из сульфатов, гидрокарбонатов, фторидов калия и кальция при 25 °С с последующим построением её диаграммы фазового комплекса. Знание закономерностей, определяющих  строение фазового комплекса данной системы, необходимо не только для получения новых научных данных как справочный материал, но и для того, чтобы способствовать созданию оптимальных условий для утилизации жидких отходов промышленного производства алюминия, содержащих составляющие данную систему соли. Для решения постановленной задачи нами использован метод трансляции, который основан на положении, согласно которому размерность геометрических образов диаграммы исходной (частной) системы при добавлении последующего компонента увеличивается на единицу, за счет его концентрации, т.е. трансформируются. Так как исследуемая пятикомпонентная система состоит из пяти частных четырёхкомпонентных систем, то добавление в любой из них пятого компонента сопровождается трансформаций геометрических образов всех пяти четырёхкомпонентных систем. Трансформированные геометрические образы согласно своим топологическим свойствам транслируются на уровень пятикомпонентного состава. На уровне пятикомпонентного состава трансформированные геометрические образы, с соблюдением правила фаз Гиббса, взаимно пересекаются, образуя при этом геометрические образы данного уровня компонентности. Исследование фазовых равновесий пятикомпонентной водно-солевой взаимной системы из сульфатов, гидрокарбонатов, фторидов калия и кальция и построение её диаграммы фазового комплекса методом трансляции (при 0 °С) показало, что она характеризуется наличием пятнадцати дивариантных полей, тринадцати моновариантных кривых и четырёх нонвариантных точек. На основании полученных данных впервые построена полная замкнутая фазовая диаграмма исследованной системы, и для удобства её чтения фрагментирована по областям дивариантных равновесий.  

Для цитирования:

Джабборов И., Солиев Л., Низомов И., Мусоджонова Д. Фазовые равновесия в системе K,Са//SO4,HCO3,F-H2O при 25 °С.Изв. вузов. Химияихим. технология. 2018. Т. 61. Вып. 3. С. 26-30


PDF
26-30
Oleg A. Vasilyev, Victor G. Solomonik

Выполнен теоретико-групповой анализ и разработаны приемы построения модельного спин-вибронного гамильтониана и диабатического представления оператора электрического дипольного момента молекулы тригалогенида церия CeX3. Модель учитывает вибронное смешивание семи низколежащих электронных состояний 4f1 всеми колебательными модами молекулы, (A2'' + E' + E'' + A1' + A2') × (a1' + a2'' + e' + e'), а также спин-орбитальное взаимодействие. Многоисходным методом конфигурационного взаимодействия MRCISD+Q, учитывающим одно- и двукратные возбуждения с поправкой на квартичные возбуждения, вычислены многомерные поверхности потенциальной энергии и, методом MRCISD, матричных элементов дипольного момента молекулы CeF3. Гибридным способом с применением техники квазидиабатизации определены коэффициенты в разложениях матричных элементов модельного гамильтониана по степеням нормальных координат Qi вплоть до четвертого порядка для валентных координат, Q1(a1'), Q3(e'), и деформационной координаты Q4(e'), и восьмого порядка для координаты неплоского изгиба Q2(a2''). Параметры спин-орбитального взаимодействия нулевого порядка определены по матричным элементам оператора Брейта–Паули в базисе состояний, полученных методом MRCISD. Выполнены вариационные расчеты волновых чисел и интенсивностей полос в ИК спектре поглощения молекулы CeF3. Оказалось, что вследствие вибронного взаимодействия (эффекты и псевдоэффекты Яна–Теллера) и спин-орбитального взаимодействия спектр обладает сложной структурой, происхождение которой невозможно объяснить в рамках стандартного приближения Борна–Оппенгеймера. Найдено, что наиболее интенсивное поглощение в высокочастотной области спектра (около 500 см–1), преимущественно связанное с координатой растяжения связей Q3, расщеплено на две полосы, отстоящие друг от друга на 3 см−1. Этот результат находится в полном согласии с данными ИК спектроскопии матрично-изолированных молекул CeF3. В целом результаты проведенных расчетов однозначно свидетельствуют о вибронном, а не колебательном происхождении спектральных полос, включая полосы в низкочастотной области спектра, и таким образом показывают ошибочность общепринятого отнесения наблюдаемых на опыте полос к фундаментальным колебательным переходам молекулы, сделанного на основе предположения о допустимости применения к этой молекуле приближения Борна–Оппенгеймера. Предложено новое отнесение наблюдаемого ИК спектра молекулы CeF3.

Для цитирования:

Васильев О.А., Соломоник В.Г. Неэмпирическое моделирование инфракрасного спектра молекулы трифторида церия с выходом за пределы приближения Борна–Оппенгеймера.Изв. вузов. Химия и хим. технология. 2018. Т. 61. Вып. 3. С. 31-44


PDF
31-44

ХИМИЧЕСКАЯ ТЕХНОЛОГИЯ неорганических и органических веществ, теоретические основы

Minirа M. Agaguseynova, Mehriban R. Mikailova

В данной работе проведены исследования полимерных иммобилизованных наночастиц Ru путем фронтальной полимеризации (FP) акрилонитрила рутения (AN) в присутствии неорганического носителя и оценка их каталитических свойств в реакции ненасыщенных соединений. На основе акрилонитрильного комплекса рутения синтезирован эффективный и селективный органо-неорганический катализатор и исследована его реакционная способность-активность в реакции гидрирования циклогексена. Синтез акрилонитрильного комплекса рутения на поверхности минерального носителя кремнезема SiO2, его дальнейшая полимеризация и восстановление приводят к формированию полимер-неорганического композита, включающего наноразмерные частицы Ru, стабилизированные полимерной матрицей, и неорганический носитель. Предложенный метод является новым подходом в подготовке катализаторов. Синтезированные образцы Ru- нанокомпозитов изучены методами элементного анализа, ИК-спектроскопии и рентгенофазового анализа. На рентгенограммах полученных образцов присутствуют широкие дифракционные пики в области от 300 до 800 °С, которые соответствуют кристаллическому рутению. Уширения дифракционных максимумов свидетельствуют об ультрадисперсном состоянии частиц. Для полученных нанокомпозитов характерна микропористая структура с размером пор от нескольких до 20 нм и их равномерное распределение по размеру. Установлено, что удельная поверхность носителей уменьшается после полимеризации RuAN на их поверхности, хотя она больше, чем Sуд продукта полимеризации в отсутствии SiO2. Полученные гибридные нанокомпозиты имеют развитую поверхность и пористую структуру, что обеспечивает доступность активных центров катализатора для реагентов и их высокую активность в исследуемой катaлической реакции. На каталитические свойства исследуемых композитов влияют условия формирования Ru- наночастиц, например использование различных режимов фронтальной полимеризации в инертной среде. С повышением температуры восстановительной обработки нанокомпозитов скорость гидрирования на них циклогексена понижается, причиной чего является укрупнение частиц Ru при получении нанокомпозитов при высоких температурах. Следует отметить, что после гидрирования основная масса рутения в поли-RuAN (90%) будет обладать нулевой валентностью. Полимерная матрица также подвергается изменениям, и расширение полос поглощения в спектре N1s подтверждает это. Таким образом, синтезированная гибридизация полимер-иммобилизованнх Ru- наночастиц проявляют высокую активность в течение повторных циклов реакции гидрирования циклогексена. Каталитические свойства нанокомпозитов зависят от условий их получения, которые влияют, очевидно, на размер формирующихся наночастиц рутения.

Для цитирования:

Агагусейнова М.М., Mикаилова М.Р. Формирование Ru нанокомпозитов.Изв. вузов. Химия и хим. технология. 2018. Т. 61. Вып. 3. С. 45-50


PDF (English)
45-50
Еlena A. Farberova, Elena A. Tingaeva, Anna D. Chuchalina, Asiya R. Kobeleva, Andrei S. Maximov

В процессах производства сельскохозяйственной продукции накапливаются достаточно большие количества твердых отходов, которые содержат высокомолекулярные углеводороды, такие как лигнин, целлюлоза и т.д. Однако такие отходы редко используются   для получения активных углей, и известны лишь технологии с  их  использованием по получению дробленных или порошкообразных сорбционных материалов. В промышленности для изготовления гранулированных активных углей в основном используются ископаемые каменные угли. В рамках данной работы проведены исследования по разработке метода получения гранулированных активных углей сферической формы на основе отходов растительного сырья, образующихся в сельскохозяйственных производствах. Процесс гранулирования сорбентов осуществляли методом жидкостного диспергирования композиции, содержащей пылевидные отходы растительного происхождения и связующее. В качестве растительного сырья использовали скорлупу грецкого ореха и арахиса, косточку абрикоса, лузгу гречихи, а для сравнения - пылевидный слабоспекающийся каменный уголь. В качестве связующего применяли новолачную фенолформальдегидную смолу. Для удаления летучих веществ растительное сырьё подвергали предварительной термообработке без доступа воздуха в муфельной печи при оптимальной температуре, определенной термогравиметрическим методом. Измельченный углеродный материал смешивали со связующим компонентом в массовом соотношении 1:5 и полученную композицию распыляли в раствор серной кислоты с концентрацией 30-35% для отверждения гранул. Полученные гранулы выдерживали в растворе кислоты в течение 24-30 ч, сферические гранулы отделяли от жидкости, промывали дистиллированной водой до рН 5-6 и сушили сначала на воздухе, затем подвергали термообработке при высоких температурах. В результате проведённых исследований показана возможность регулирования характеристик пористой структуры сферических гранулированных активных углей в зависимости от используемого растительного сырья.

Для цитирования:

Фарберова Е.А., Тиньгаева Е.А., Чучалина А.Д., Кобелева А.Р., Максимов А.С. Получение гранулированного активного угля из отходов растительного сырья.Изв. вузов. Химия и хим. технология. 2018. Т. 61. Вып. 3. С. 51-57


PDF
51-57
Vladimir I. Parfenyuk, Mariya V. Tesakova, Mitar Lutovac, Sergey A. Kusmanov, Boyana Lutovac, Pavel N. Belkin, Elena V. Parfenyuk

Методом плазменно-электролитической обработки проведена поверхностная модификация титанового сплава VT 6 в водном растворе, содержащем 5 мас. % гидрата аммония и 10 мас. % хлорида аммония в температурном интервале 650-900 °С. Характеристика поверхностных слоев сплава после плазменной электролитической обработки проводилась с помощью инфракрасной спектроскопии Фурье (FTIR) и порошковой рентгеновской дифракции (XRD). Спектры FTIR регистрировали на спектрометре BrukerVertex80 при комнатной температуре в диапазоне 7500-350 см-1. Спектры показывают наличие фазы рутила на поверхности сплава после плазменной электролитической обработки в растворе электролита указанного состава. Интенсивные пики при 654-643 см-1, слабые пики около 560 см-1 и пики при 425-416 см-1 могут быть отнесены к рутилу. Пики при 466-462 см-1 связаны с валентными колебаниями Ti-O-Ti. С ростом температуры относительная интенсивность пиков, относящихся к рутилу, возрастает. Плазменно-электролитическая обработка приводит к появлению пиков, свидетельствующих об обогащении поверхности сплава азотом: пики при 1634-1622 см-1 могут быть отнесены к асимметричной деформации NH4+; пики около 1539 см-1 относятся к деформации N-H или симметричной деформации NH4+. Пики около 1428-1426 см-1 также могут быть отнесены к деформационным колебаниям NH4+. Плазменно-электролитическая обработка в температурном диапазоне 650-750 ºС приводит к появлению пиков при 1069-1064 см-1. Согласно литературным данным, пики могут быть отнесены к колебаниям Ti-O-N. Рентгеноструктурный анализ позволил установить кристаллическую структуру и фазовую идентификацию титанового сплава VT 6 после плазменно-электролитической обработки. Измерения проводились с использованием дифрактометра Bruker D8 Advance с излучением Mo Kα (λ = 0,07107 нм). Анализ образцов XRD показал, что оксид титана в образцах присутствует как фаза хонгевита (γ-моноклинная сингония), и как магниевая фаза (гексагональная сингония). Кроме пиков TiO наблюдались пики, характерные для хамрабевита TiC в фазе галита (кубическая сингония) и Ti2O3 в фазе корунда (тригональная сингония).

Для цитирования:

Парфенюк В.И., Тесакова М.В., Лутовац М., Кусманов С.А., Лутовац Б., Белкин П.Н., Парфенюк Е.В. Поверхностные свойства сплава VT 6 после плазмо-электролитической обработки.Изв. вузов. Химия и хим. технология. 2018. Т. 61. Вып. 3. С. 58-63


PDF (English)
58-63
Hui Zhao, Heng Zhong, Lei Sun, Dongsheng Xia, Alexander V. Nevsky

Изучен процесс деструкции красителя кислотного оранжевого 52 в водных растворах электрокаталитическим методом. Кислотный оранжевый 52 был выбран из-за того, что он является типичным представителем семейства азокрасителей и одним из часто используемых кислотных красителей в текстильной промышленности. В электрокаталитическом реакторе в качестве анода использовали титановые пластины с нанесенным слоем катализатора, а пластины из нержавеющей стали работали как катоды. Слои катализатора наносили на титановые пластины электрохимическим методом с последующим прокаливанием. Изучено влияние начальной концентрации красителя (Cкрас.), природы катализатора на аноде, начального напряжения (Uн), времени электролиза (t), начального значения рНн раствора и концентрации NaCl на скорость процесса деструкции кислотного оранжевого 52 при протекании электрокаталитического процесса. Установлено, что оптимальными условиями электрокаталитической обработки, в частности, являются: Cкрас. = 100 мг/л, Uн = 20 В, pHн = 6, t = 50 мин. Экспериментальные данные свидетельствуют о том, что при обработке в оптимальных условиях модельных сточных вод, содержащих кислотный оранжевый 52, эффективность обработки составляла, соответственно: 95% в видимой области спектра (464 нм) и 38,6% в ультрафиолетовой области (270 нм). Степень снижения величин химического потребления кислорода (ХПК) и общего органического углерода (ООУ) составила 23,5% и 47,7% соответственно. Обнаружено, что электрокаталитический процесс может обеспечить высокую степень обесцвечивания кислотного оранжевого 52. Однако, невысокие значения снижения величины ХПК свидетельствуют о том, что в процессе обработки, вероятно, не происходило существенного разрушения больших фрагментов структуры красителя, таких как бензольное кольцо.

Для цитирования:

Хуэй Чжао, Хэн Чжун, Лэй Сунь, Донченг Ся, Невский А.В. Эффективность деструкции красителя кислотного оранжевого 52 электрокаталитическим методом. Изв. вузов. Химия и хим. технология. 2018. Т. 61. Вып. 3. С. 64-69


PDF (English)
64-69
Elena Yu. Lebedeva, Olga V. Kazmina

Данная статья посвящена разработке композиционной силикатной краски. Данные краски имеют широкую область применения в качестве защитного и защитно-декоративного покрытия в промышленном и гражданском строительстве, например, для отштукатуренных стен, каменных, стеклянных, керамических, кирпичных, бетонных, и прочих поверхностей, включая дерево и металл. Разработанная одноупаковочная силикатная краска включает жидкое калиевое стекло, кремнеземистый наполнитель, минеральный наполнитель в виде мела и талька, цинковые белила, а также акриловую дисперсию. Отличием разработанной краски от существующих является низкое содержание органических компонентов. Количество акриловой дисперсии составило 5 %, в то время как композиционные силикатные краски имеют высокое содержание органического модификатора (до 25 %). Введение модификатора улучшает технологические свойства, стабильность и жизнеспособность краски. Однако высокое содержание органических компонентов снижает экологические и противопожарные свойства покрытия. Предложенная композиционная силикатная краска лишена данных недостатков. При низком содержании летучих органических соединений краска жизнеспособна и обладает улучшенными технологическими и эксплуатационными характеристиками. По стандартным методикам определены укрывистость, вязкость, степень меления, которые соответствуют требованиям ГОСТа. По данным рентгенофазового анализа и электронной микроскопии подтверждено образование в покрытиях из разработанных составов игольчатого волластонита, силикатов цинка и кальция. Это способствует низкому водопоглощению образцов с покрытием. В составе красок опробованы различные кремнеземистые наполнители, отличающиеся по составу и дисперсности, такие как песок, маршалит, перлит, аэросил. Установлено, что покрытия, полученные с добавкой аэросила в количестве 0,25 %, имеют минимальные значения водопоглощения (0,15 %) и максимальную адгезионную прочность (1,7 МПа).

Для цитирования:

Лебедева Е.Ю., Казьмина О.В. Влияние природы и количества кремнеземистого наполнителя на свойства силикатной краски с пониженным содержанием летучих соединений.Изв. вузов. Химияихим. технология. 2018. Т. 61. Вып. 3. С. 70-76


PDF
70-76
Irina P. Kazhuro, Vasiliy D. Koshewar, Valentina G. Shkadretsova

Исследовано влияние типа диспергирующего устройства и технологических режимов диспергирования целевых промышленных порошков в растворах полиметилсилоксановой смолы на физико-химические свойства получаемых композиций и покрытий на их основе. Контроль за процессом диспергирования и качеством покрытий осуществляли с применением методов вискозиметрии, гриндо- и адгезиометрии, дифференциально-термического анализа и др. Измеряли также твердость, ударную вязкость и устойчивость покрытия к действию агрессивных жидкостей и высоких температур. Установлено, что процесс диспергирования с применением бисерной мельницы менее эффективен, чем перемешивание в диссольвере, из-за сильного пенообразования, которое устраняется введением пеногасителей, но использование последних значительно снижает термостойкость покрытий. Наиболее существенное влияние на качество композиции и формируемых покрытий оказывает химическая природа ингредиентов, концентрационный фактор, реология композиций, а также толщина образующихся пленок. Формирующиеся в исследуемых композициях коагуляционные структуры обладают невысокой прочностью и при относительно небольших скоростях сдвига системы текут как ньютоновские жидкости, что свидетельствует об их хороших пленкообразующих свойствах. Разработана рецептура жаростойкой краски и проведены ее успешные испытания на соответствие техническим требованиям, предъявляемым к декоративно-защитным лакокрасочным материалам. Краска рекомендована для нанесения термостойких антикоррозионных покрытий на выхлопные устройства автомобилей, термопечей, наружных поверхностей дымоходов, нагревателей, подвергающихся воздействию температур в области 500-600 °С.

Для цитирования:

Кажуро И.П., Кошевар В.Д., Шкадрецова В.Г. Методы пигментирования полисилоксановой смолы и жаростойкие покрытия на их основе.Изв. вузов. Химия и хим. технология. 2018. Т. 61. Вып. 3. С. 77-82


PDF
77-82
Sergei N. Evstaf’ev, Cuong Q Hoang

Существующие технологии выделения полисахаридов и лигнина из лигноцеллюлозного сырья с экологической и экономической точек зрения несовершенны. Решение данной актуальной на сегодняшний день проблемы возможно путем термообработки лигноцеллюлозного сырья при атмосферном давлении и относительно низкой температуре в среде ионных жидкостей. Использование ионных жидкостей для фракционирования лигноцеллюлозного сырья не находит промышленного применения из-за относительно высокой их стоимости и чувствительности к загрязнению, несмотря на уникальный набор физико-химических свойств для растворения целлюлозы. Решение проблемы возможно путем повторного использования ионной жидкости в технологическом процессе без потери их эффективности, что требует очистки от примесей. Целью работы являлось сравнительное исследование эффективности очистки хлорида 1-бутил-3-метилимидазолия методами адсорбции на активированном угле, жидкостной экстракции органическими растворителями (бензол, диоксан, тетрагидрофуран) и сверхкритической СО2-экстракции. Установлено, что методы жидкостной экстракции, сверхкритической СО2-экстракции и адсорбция на активированном угле могут применяться для очистки хлорида 1-бутил-3-метилимидазолия от экстрактивных веществ соломы пшеницы. С целью сравнения эффективности очистки вышеперечисленными методами использованы методы ГХ-МС, ИК- и 1Н ЯМР спектроскопии. Выявлено, что экстракция примесей органическими растворителями, в качестве которых были использованы бензол, диоксан и тетрагидрофуран, позволяет существенно сократить их содержание в ионной жидкости, в то время как сверхкритическая СО2-экстракция и адсорбция на активированном угле практически полностью извлечь примеси. Учитывая существенные потери ионной жидкости при использовании адсорбции для очистки хлорида 1-бутил-3-метилимидазолия от экстрактивных веществ соломы пшеницы, к использованию может быть рекомендован метод сверхкритической СО2-экстракции.

Для цитирования:

Евстафьев С.Н., Хоанг К.К. Очистка хлорида 1-бутил-3-метилимидазолия после растворения соломы пшеницы.Изв. вузов. Химия и хим. технология. 2018. Т. 61. Вып. 3. С. 83-87


PDF
83-87
Sergey V. Kudryashov, Andrey Yu. Ryabov, Andrey N. Ocheredko

Представлены результаты окисления пропан-бутановой смеси в плазме барьерного разряда в присутствии жидкого октана. Наличие жидкого углеводорода на стенках плазмохимического реактора создает условия эффективного вывода продуктов окисления из разрядной зоны, что позволяет предотвратить глубокое окисление газообразных углеводородов. Превращение газо-жидкостной смеси приводит к образованию оксигената, содержащего преимущественно гидроксильные и карбонильные соединения с тем же числом атомов углерода в молекуле, что и в исходных соединениях. Механизм окисления газообразных углеводородов аналогичен механизму превращения жидких углеводородов в плазме барьерного разряда. Основным первичным актом, инициирующим реакцию окисления, является образование атомарного кислорода. Диссоциация молекулы алкана может сопровождаться как отрывом атома водорода с образованием алкил радикала и атомарного водорода, так и разрывом С-С связи с появлением углеводородных фрагментов с меньшим числом атомов углерода. Изменение начальной концентрации пропан-бутановой смеси в газовой фазе с 10 до 75 об.% приводит к снижению конверсии газообразных углеводородов с 4,1 до 0,9 масс.%, а октана с 2,4 до 0,3 масс.% за один проход через реактор. Расчеты, выполненные с использованием программного комплекса Bolsig+, показывают, что снижение конверсии связано с уменьшением константы скорости диссоциации кислорода за счет снижения средней энергии электронов с 4,1 до 3,4 эВ. Предложено выражение, позволяющее оценить направление плазмохимической реакции в зависимости от начальной концентрации углеводородов в разрядном промежутке реактора, показывающее во сколько раз скорость окисления октана может быть больше или меньше скорости окисления пропан-бутановой смеси.

Для цитирования:

Кудряшов С.В., Рябов А.Ю., Очередько А.Н. Окисление пропан-бутановой смеси в диэлектрическом барьерном разряде в присутствии жидкого октана.Изв. вузов. Химия и хим. технология. 2018. Т. 61. Вып. 3. С. 88-92


PDF
88-92
Andrey V. Mitrofanov, Vadim E. Mizonov, Sergey V. Vasilevich, Mikhail V. Malko

Целью предлагаемой работы является совершенствование описания гидродинамики, тепло- и массопереноса при термическом разложении частиц доломита в кипящем слое. Термическое разложение образцов доломита массой 0,5-1,4 г было выполнено в лабораторной печи. Константы скорости диссоциации отдельно для кальциевой и магнезиальной составляющих были установлены в форме аррениусовских уравнений.  Модель кипящего слоя была дополнена полученными кинетическими зависимостями. Сама модель построена на основе теории цепей Маркова и позволяет описывать тепло- и массоперенос в кипящем слое. Она содержит две параллельные цепи ячеек: одна для частиц доломита, другая для ожижающего газа. Сходственные ячейки цепей могут обмениваться теплотой и массой, а продольное перемещение сред описывается матрицами переходных вероятностей. В ячейках для частиц содержатся источники теплоты, вызванной протеканием реакций. Переходные матрицы поставлены в соответствие с физическими параметрами протекания процессов, что делает предлагаемую модель нелинейной. При описании витания, прогрева и диссоциации одиночной частицы было получено хорошее соответствие с экспериментальными данными. Было выполнено расчетное исследование термической переработки навески доломита массой 350 г в кипящем слое. Одной из главных особенностей процесса, влияющих на гидродинамику слоя, является его расширение с течением времени. Это происходит из-за снижения скорости витания частиц доломита в течение их термической обработки. Расчетные результаты показали пространственную и временную неоднородность скорости диссоциации. Предложенная математическая модель может быть рассмотрена как достоверная научная основа для операционного контроля и проектирования установок кипящего слоя.

Для цитирования:

Митрофанов А.В., Мизонов В.Е., Василевич С.В., Малько М.В. Расчетно-экспериментальное исследование термического разложения природного доломита в кипящем слое.Изв. вузов. Химия и хим. технология. 2018. Т. 61. Вып. 3. С. 93-99


PDF
93-99