Химические науки. Рубрика в журнале - Бюллетень науки и практики
Гидрокарбометоксилирование циклогексена, катализируемое соединениями рутения
Статья научная
В работе изучена каталитическая активность соединений рутения (III) в модельной реакции гидрокарбометоксилирования циклогексена. Цель работы состояла в определении наиболее активного рутениевого катализатора этой реакции. В качестве основного метода исследования применялся кинетический метод. Анализ реакционной массы осуществлялся методом газо-жидкостной хроматографии. По результатам апробации ацетилацетоната и хлорида рутения (III) в качестве катализаторов гидрокарбометоксилирования циклогексена установлена более высокая каталитическая активность хлорида рутения. При использовании ацетилацетоната рутения (III) с повышением концентрации трифенилфосфина величины скорости и выхода эфира проходили через слабо выраженные максимумы. В отсутствие фосфинового промотора ацетилацетонат рутения (III) каталитической активности не проявил. Установлено, что использование ацетилацетонат рутения (III) в качестве катализатора гидрокарбометоксилирования требует присутствия сильнокислотного промотора в высоких концентрациях. Хлорид рутения (III) проявил каталитическую активность даже в отсутствие фосфиновых и кислотных промоторов. Установлено, что повышение концентрации метанола является фактором увеличения выхода эфира и роста скорости гидрокарбометоксилирования циклогексена, катализируемого хлоридом рутения (III), во всем исследуемом диапазоне концентраций метанола. Полученные результаты являются основой для последующей разработки процесса рутенийкатализируемого гидрокарбометоксилирования циклогексена, характеризующегося высокими скоростями и выходами продукта в мягких условиях.
Бесплатно
Статья научная
Микроструктурированные реакционные системы привлекают значительное внимание как научного, так и промышленного сообщества в связи с их высокой эффективностью, возможностью точного регулирования происходящих процессов и возможностью быстрого масштабирования технологических процессов. Одним из положительных явлений использования микроструктурированных реакционных систем является уменьшение коэффициента диффузии, что в свою очередь оказывает положительное влияние на скорости переноса реагирующих веществ и продуктов реакции. Что в свою очередь должно приводить к увеличению скорости реакции и уменьшению дезактивации каталитических систем, в случае их использования. В статье приводятся результаты изучения активности и стабильности смешенного цеолита типа MFI-MORD в микрореакторной и традиционной реакционной системе в реакции трансформации метанола в углеводороды. При проведении процесса в трубчатом реакторе увеличение температуры с 350℃ до 450℃ приводит к увеличению скорости образования углеводородов с 0,08 кг(угл)/(кг(Кат)×ч) до 0,16 кг(угл)/(кг(Кат)×ч), а скорость дезактивации катализатора увеличивается с 8×10-5 кг(угл)/(кг(Кат)×ч) до 4×10-4 кг(угл)/(кг(Кат)×ч). При использовании микрореактора увеличение температуры с 350℃ до 450℃ приводит к увеличению скорости образования углеводородов с 0,12 кг(угл)/(кг(Кат)×ч) до 0,22 кг(угл)/(кг(Кат)×ч), скорость дезактивации катализатора также увеличивается с 6×10-6 кг(угл)/(кг(Кат)×ч) до 8×10-5 кг(угл)/(кг(Кат)×ч). Таким образом в случае использования микрореактора наблюдается увеличение скорости образования углеводородов на 20-30% и уменьшение скорости дезактивации цеолита в 5-10 раз. Увеличение скорости реакции образования углеводородов и уменьшение скорости дезактивации цеолитов, вероятно, является следствием уменьшения диффузных торможений в слое катализатора в случае использования микрореакторных систем.
Бесплатно
Железосодержащие нанокомпозиты на основе гуминовых веществ
Статья обзорная
Актуальностью исследования железосодержащих нанокомпозитов на основе гуминовых веществ являются их особые свойства, состав, строение и области применения. Материалы и методы исследования : статья составлена с помощью литературного обзора публикаций о железосодержащих нанокомпозитов на основе гуминовых веществ. Цели исследования: определение строения и видов железосодержащих нанокомпозитов на основе гуминовых веществ и их области применения в медицине. Результаты исследования: наночастицы оксида железа применимы в развитии наномедицины благодаря их универсальным функциям. Гуминовые вещества состоят из гетерополимеров супрамолекулярного строения, составной частью которых являются объекты природного происхождения. Выводы: железосодержащие нанокомпозиты могут быть применены в биомедицине в качестве диагностических и терапевтических инструментов. Гуминовые вещества представляют собой органические макромолекулы с множеством свойств и высокой структурной сложностью.
Бесплатно
Идентификация продуктов электроискровой эрозии алюминия в водной среде
Статья научная
Приведен сравнительный анализ методов получения нанопорошков оксида алюминия и идентифицированы продукты электроискровой эрозии алюминия в водной среде. На основании данных об уширении дифракционных отражений были произведены расчеты для оценки размеров областей когерентного рассеяния (ОКР) частиц оксида алюминия, полученных при термической обработке продукта электроискрового диспергирования алюминия в воде. В заключении делается вывод, что продуктом термической обработки основного продукта электроискрового диспергирования алюминия в воде является нанодисперсный оксид алюминия γ-Al2O3.
Бесплатно
Извлечение кумаринов из природных источников с целью применения в синтезе комплексов лантанидов
Статья научная
В работе показана возможность применения методики Г. К. Никонова по извлечению производных кумаринов из растительного сырья дикорастущих и культивируемых растений. Полученные экстракты были подтверждены масс-спектрами, полученными на квадрупольном хромато-масс-спектрометре с применением метода ионизации электрораспылением. На основании проведенных исследований авторы сделали вывод о возможности использования методики Г. К. Никоновой которая позволяет довольно эффективно провести выделение кумаринов.
Бесплатно
Статья научная
Метод t-графика является хорошо известным способом определения объема микро- и/или мезопористых материалов и удельной площади поверхности образца путем сравнения с эталонной изотермой адсорбции непористого материала, имеющего сходный химический состав поверхности. В статье показана применимость метода t-графика к анализу свойств поверхности цинк модифицированных образцов цеолита H-ZSM-5 до и после протекания на них реакций трансформации метанола в углеводороды. Цеолиты широко используются в качестве катализаторов в нефтехимической и нефтеперерабатывающей промышленности. Эти материалы содержат активные Бренстедовские кислотные центры, распределенные внутри микропористой структуры цеолитов, что приводит к избирательному катализу за счет разницы формы пор используемых цеолитов. Размер, форма цеолитного катализатора определяют каталитические характеристики, как в отношении селективности продукта, так и в отношении дезактивации катализатор. В большинстве реакций превращения углеводородов, катализируемых цеолитами, происходит потеря активности катализатора из-за отложения углерода. В связи с чем определение поверхностных свойств цеолитов является важной задачей, способствующей раскрытию физико-химической сущности процесса дезактивации цеолитов. Пересчет изотерм адсорбции азота с использованием модели t-графика позволил определить объем микро- и мезопор. На основании данных t-графика можно сделать вывод о том, что в процессе трансформации метанола в углеводороды происходит накопление углерода на поверхности цеолита. При этом преимущественное отложение углерода на поверхности мезопор, в связи с тем, что в процессе дезактивации теряется от 61% до 73% объема мезопор. Количество микропор также уменьшается, но доля потерь составляет 42-54%, что ниже по сравнению с потерями объема мезопор на 10-15%.
Бесплатно
Изучение активности полимеро-ферментных комплексов на основе пероксидазы
Статья научная
Работа посвящена изучению способов иммобилизации пероксидазы (КФ 1.11.1.7) в полимерные матрицы ацетилцеллюлозы и полиакриламида, а также в гелевую структуру поливинилпиролидона. Для эффективности включения фермента в сетку полимера использовались модифицирующие агенты. такие как хитозан, глутаровый диальдегид. В качестве субстрата при изучении активности полученного иммобилизованного фермента использовали 2,2´-азино-бис-(3-этилбензтиозолин-6-сульфокислоты) диаммониевая соль (ABTS). Экспериментальные данные показали высокую активность фермента, включенного в матрицу поливинилпирролидона: степень связывания составила 85%, активность, выражаемая константой Михаэлиса Км=14×10-3 мМоль/л. Полученные результаты позволяют рекомендовать использование ферментов иммобилизованных в полимерные матрицы поливинилпирролидона, ацетилцеллюлозы, полиакрилоамида для создания высокочувствительных электродов.
Бесплатно
Изучение биокаталитического способа переработки целлюлозного и лигнинсодержащего сырья
Статья научная
Изучены преимущества предобработки концентрированной серной кислотой целлюлозолигнинового сырья: торфа и древесных опилок перед другими методами химической предобработки с целью получения D-глюкозы. Количество редуцирующих веществ в предобработанных образцах составило 30% для торфа и 26% для древесных опилок. При дальнейшем ферментативном проведении количество редуцирующих веществ увеличилось соответственно до 40% и 34%. Полученные результаты комплексного применения химического и биокаталитического способов гидролиза торфа и древесных опилок, являются перспективными для дальнейших исследований по получению биоэтанола из возобновляемых источников.
Бесплатно
Изучение кинетических особенностей синтеза анилина на Ni-содержащем сверхсшитом полистироле
Статья научная
В работе представлено исследование кинетических закономерностей каталитического гидрировании нитробензола с образованием анилина в присутствии Ni-содержащего катализатора на основе сверхсшитого полистирола. Гидрирование анилина является сложным многостадийным процессом сопровождающимся образованием большого количества как промежуточных, так и побочных продуктов, включая азобензол, азоксибензол, нитрозобензол, фенилгидроксиламин и т. п. В связи с чем изучение кинетики этого процесса является важной научно-технической задачей необходимой для повышения выхода целевого продукта - анилина. Реакцию гидрирования нитробензола проводили в шестиячеечном реакторе высокого давления Parr instruments, Series 5000. Анализ продуктов осуществлялся хроматографический методом с использованием газового хроматографа Кристаллюкс-4000М (Россия, Мета-Хром). Было исследовано влияние температуры, давления, концентрации катализатора, выбраны оптимальные условия проведения реакции, обеспечивающие максимальный выход анилина...
Бесплатно
Изучение методом РФЭС композитных систем на основе рутения
Статья научная
На основе анализа обзорных РФЭ спектров образцов катализаторов 3%Ru/Al2O3 и 3%Ru/СПС, до и после каталитического теста был установлен качественный и количественный элементный состав поверхности этих образцов. Состояние для катализатора 3%Ru/Al2O3 до каталитического теста: гидратированного рутения (IV) составило 23% и оксида рутения (IV) - 45%, и после: гидратированного рутения (IV) составило 21% и оксида рутения (IV) - 37%. Состояние для катализатора 3%Ru/СПС до каталитического теста: гидратированного рутения (IV) составило 29% и оксида рутения (IV) - 3%, и после: гидратированного рутения (IV) составило 22% и оксида рутения (IV) - 2%.
Бесплатно
Изучение способов переработки биомассы с целью получения биоэтанола
Статья научная
Исследовательская работа посвящена изучению способов биотрансформации целлюлозосодержащего сырья с целью получения биоэтанола. Представлены данные по экологически чистым технологиям обработки биомассы. Непосредственно, в экспериментальной части работы представлены результаты ферментативного получения моносахаридов, где субстратом являлся торф верхового типа, со степенью разложения 15%. Показано, что целлюлозосодержащее сырье эффективнее предобрабатывать 7% H2SO4 120 °С, в течение 21 часа. В качестве мультиферментного препарата использовался «Агроцелл Р1000». Были получены следующие ценные моносахариды: D-глюкоза (3,97%), D-галактоза (0,26%), D-рамноза (0,51%) и D-ксилоза (1,34%). Указанные продукты ферментативного гидролиза торфа с успехом можно применять для получения биоэтанола, используя процесс сбраживания термофильно устойчивыми микроорганизмами.
Бесплатно
Изучение термической деструкции циклопропановых производных 1,2-СПБ
Статья научная
С использованием методов ТГА (термогравиметрического анализа) и ДСК (дифференциальной сканирующей калориметрии) изучены термические характеристики циклопропановых производных синдиотактического 1,2-полибутадиена (1,2-СПБ). Определены значения температуры начала разложения полимера и температуры его деструкции на 1 и 5% от первоначального веса. Рассмотрены также изменения массы полимера при нагревании до 400 °C и тепловые эффекты деструкции циклопропанированного полидиена. Проведена сравнительная оценка термических характеристик синдиотактического полибутадиена в среде воздуха и азота. Установлено, что циклопропановые производные 1,2-СПБ отличаются меньшей термостабильностью по сравнению с немодифицированным 1,2-СПБ на 25 °C и выше. Причем в среде азота термическая устойчивость проявляется сильнее, чем в среде воздуха (выше на 40 °C). Изменение массы изучаемого полимера при нагревании до 400 °C возрастает пропорционально степени его функционализации. Наиболее интенсивная деструкция как исходного синдиотактического полибутадиена, так и его циклопропановых производных происходит в области температур 400-500 °C, что обусловлено распадом углеродных связей в макроцепях и образованием низкомолекулярных соединений. Это характеризует снижение массы полимера в отдельных случаях практически на 98% от исходного веса. Установлено влияние модификации 1,2-СПБ циклопропановыми группами на энергоемкость полимера и возможность применения материалов на его основе: введение циклопропановых групп в состав молекул СПБ значительно увеличивает энтальпию разложения полимера (в 4 раза по сравнению с исходным полимером), что позволяет использовать полученные полимерные продукты в качестве энергоемких композиций и материалов на их основе.
Бесплатно
Статья научная
Целью данной работы является исследования аналитических показателей проб воды и почвы на территории Кармановской ГРЭС города Нефтекамск Республики Башкортостан. В статье дана органолептическая оценка качества проб воды и приводятся результаты исследований физико-химических показателей: общей минерализации, жесткости, водородного показателя и радона. Анализ воды на содержание металлов производился методом атомно-абсорбционной спектрометрии. Содержание радона было измерено с помощью радиометра Альфорад. Так же в статье представлено исследование пробы почвы с территории Кармановской ГРЭС. Приводится анализ на содержание подвижной формы металлов, нефтепродуктов, летучих фенолов и других показателей. Определение подвижной формы металлов проводили атомно-абсорбционным методом по М-МВИ-80-2008. Исследование нефтепродуктов проводилось методом флюоресценции. Результаты исследования органолептических показателей проб воды указывают на отсутствие «цветения» и «затухания воды». Значения массовых концентраций металлов во всех пробах воды не достигают значения предельно допустимых концентраций. Концентрации тяжелых металлов в пробе почвы находятся в пределах значений ПДК. Однако наблюдается незначительное увеличение концентрации меди и марганца, что, возможно, связано с наличием их в почвообразующих породах. Исходя из данных исследования проб воды, авторами показано, что Кармановская ГРЭС не является источником загрязнения водоемов, так как показатели всех химических значений, которые были определены в пробах воды, не превышают значения ПДК, согласно СанПиН 2.1.4.107401. Численные значения показателей почвы в целом не превышают нормативов и не оказывают негативного влияния на окружающую среду. Сделан вывод, что территория Кармановской ГРЭС не подвержена антропогенному влиянию.
Бесплатно
Статья научная
В статье представлены результаты исследования защитных свойств ингибитора коррозии на основе тиомочевины с добавлением наночастиц оксида циркония. В качестве образцов были выбраны стали двух марок 440С и У8А. Приведены графики кривых травления, демонстрирующих потерю массы обработанных и необработанных ингибитором образцов в экстремальной среде, состоящей из смеси азотной и соляной кислот. Сделан анализ полученных экспериментальных данных с построением гистограммы изменения массы образцов.
Бесплатно
Статья научная
Для модификации графитовых электродов проводящей ферментной полимерной матрицей применялась методика капельного нанесения жидкого полимерного раствора различного состава: поливинилпирролидон (40%), хитозан (0,1%), глутаровый диальдегид (0,1%), глюкооксидаза и пероксидаза в соотношении 2:5. Для оценки влияния времени иммобилизации (x1), pH иммобилизации (x2) и соотношения фермент/носитель (x3) на активность работы ферментных электродов, использовался трехфакторный и трехуровневый дизайн Бокса-Бенкена и RSM (Response surface methodology). Эта модель помогла адекватно предсказать результаты иммобилизации в пределах диапазона используемых переменных. Наиболее благоприятные условия и наибольшее число молекул комплекса ферментов находится в электрохимически активном состоянии при их иммобилизации на ПВП с использованием модифицирующих агентов хитозана и глутарового диальдегида. Результаты демонстрируют, что производительность ферментативного биотопливного элемента прямо пропорциональна активности иммобилизованного комплекса GOX/HRP, поскольку в этом случае реакция окисления глюкозы может протекать более эффективно.
Бесплатно
Исследование и современный способ осветления вод реки Варзоб
Статья научная
В работе рассматривается интенсификация процесса осветления вод реки Варзоб с применением коагулянта и флокулянта для контактной коагуляции. В процессе проведения работы были рассчитаны продолжительности защитного действия различных слоев загрузки фильтра для указанных выше модификаций технологии фильтрования. Выполнение теоретических и экспериментальных исследований по интенсификации процесса осветления воды р. Варзоб подтвердили технологическую и экспериментальную целесообразность использования активированной кремниевой кислоты. В работе приведен технологический процесс, который является наиболее эффективным.
Бесплатно
Исследование кинетики процесса термической деструкции костры льна
Статья научная
Использование отходов в биомассы в энергетических целях в настоящее время вызывает большой интерес научных и промышленных коллективов по всему миру. Костра льна является отходом льноперерабатывающей промышленности, который можно использовать в энергетических целях. Наибольший интерес представляют процессы термической переработки, максимально использующие энергетический потенциал перерабатываемых отходов биомассы. К таким методам термической переработки относят различные виды пиролиза. В работе представлены результаты кинетического исследования процесса пиролиза костры льна в интервале температур до 600 °C с использованием экспериментально полученных данных динамической термогравиметрии. Для нахождения кинетических параметров и кинетической модели процесса были использованы модель-независимые методы и методы нелинейной регрессии. Математическая обработка экспериментально полученных данных позволила определить формально-кинетический механизм процесса пиролиза костры льна, кинетические параметры и температурный интервал протекания каждой стадии процесса. Полученные кинетические параметры процесса пиролиза костры льна в дальнейшем позволят оптимизировать промышленную технологию пиролиза, уменьшить затраты времени на проведение научно-исследовательских и конструкционных работ. Данная кинетическая модель процесса пиролиза содержит 4 стадии разложения костры льна, соответствующие процессам потери влаги и термодеструкции составляющих компонентов - гемицеллюлозы, целлюлозы и лигнина. Значительная масса углеродсодержащего остатка, получаемая в результате пиролиза костры льна (около 29% масс.) позволяет сделать вывод о потенциальной возможности ее дальнейшего использования для производства углесодержащих материалов. Окончательно выводы о применимости костры льна в качестве сырья для получения углеродных сорбентов помогут сделать результаты дальнейших исследований прочностных, поверхностных и сорбционных свойств.
Бесплатно
Исследование кинетики растворения золотых электродов в смешанных тиоцианатно-тиосульфатных растворах
Статья научная
В данной работе проводятся экспериментальные исследования, направленные на усовершенствования электрохимической технологии извлечения золота из отдельных электрических контактов, содержащих незначительное количество драгметалла, с получением ценных химических веществ. В качестве растворителей были использованы тиоцианат калия, тиасульфат натрия в различных комбинациях, в качестве окислителя использовали ионы трехвалентного железа. Исследования проводились на химических образцах, содержащих не более 20% золота, сопутствующими металлами являлись медь, никель, цинк. В работе экспериментально доказана эффективность смешанных тиоцианатно-тиосульфатных комплексов при растворении золота из вторичного сырья. Так же следует отметить, что данные смешанные комплексы являются более дешевыми реагентами, а их нетоксичность позволяет обеспечить безопасные условия труда.
Бесплатно
Исследование кинетики термодеструкции сшитого полиэтилена
Статья научная
В данной работе представлено исследование процесса термической деструкции сшитого полиэтилена. Была исследована кинетика разложения полимера методом термогравиметрии. Сшитый полиэтилен проявил высокую термостойкость до температур 400 °С. Определен температурный интервал 430-500 °С потери основной массы образцом. Согласно данным термогравиметрии процесс разложения протекает одностадийно и включает в себя большое количество реакций разрыва, циклизации, дегидрирования и других. Был исследован процесс пиролиза сшитого полимера в металлическом реакторе со стационарным слоем. Исследовано влияния температуры процесса на выход твердых, жидких и газообразных продуктов пиролиза. Оптимальная температура процесса составила 500 °С. При данной температуре выход жидких и газообразных продуктов составил 85,0 и 12,5% (масс.) соответственно. Образцы сшитого полиэтилена разлагались практически полностью. Количество углеродсодержащего остатка составляло 3,5% от массы исходного сырья. С увеличением температуры незначительно снижался выход жидких продуктов и увеличивался выход газообразных, но их суммарный выход не увеличивался...
Бесплатно
Статья научная
В статье показана возможность использования сверхкритического диоксида углерода для синтеза каталитически активных систем. Методом сверхкритического нанесения был синтезирован кобальтсодержащий катализатор, нанесенный на оксид кремния. Физико-химическое исследование полученного образца показало, что при синтезе в среде сверхкритического диоксида углерода не происходит изменение структуры носителя, частицы активной фазы распределяются на поверхности носителя равномерно тонким слоем.
Бесплатно
