Статьи журнала - Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия: Химия
Все статьи: 563
Статья научная
В работе изучены композитные материалы на основе оксидов Fe3O4/TiO2 и Fe3O4/SiO2/TiO2, синтезированные гидротермальным пероксидным методом. На первой стадии наночастицы магнетита осаждали гидроксидом аммония из смеси водных растворов сульфата железа(II) и хлорида железа(III) при непрерывном воздействии ультразвука, после чего отмывали дистиллированной водой. На второй стадии полученные гидратированные частицы магнетита стабилизировали поливиниловым спиртом (ПВС) путём диспергирования их при воздействии ультразвука в горячем насыщенном водном растворе ПВС. На третьей стадии в композит вводили фотокаталитически активные частицы на основе оксида титана путём смешивания стабилизированной суспензии магнетита с водным раствором пероксотитановой кислоты (и опциональным введением золя кремниевой кислоты) с последующей гидротермальной обработкой смеси при 180 °C в течение 24 часов, отмывкой, сушкой под вакуумом и прокаливанием в муфельной печи. Изучено влияние на свойства образцов мольного содержания в них железа и титана, введения в образцы добавки диоксида кремния, а также термообработки при 350 и 700 °C. Исследованы фотокаталитические свойства синтезированных образцов в процессе фотодеструкции метилового оранжевого и метиленового голубого, а также их магнитная извлекаемость из суспензии. Выполнена физико-химическая характеризация образцов методами сканирующей электронной микроскопии высокого разрешения, энергодисперсионной рентгеновской спектроскопии, просвечивающей электронной микроскопии высокого разрешения, порошковой рентгеновской дифракции, порометрии с низкотемпературной адсорбцией азота, масс-спектрометрии с индуктивно-связанной плазмой, термического анализа (ТГ-ДСК), совмещенного с масс-спектрометрией газообразных продуктов термолиза. Определены оптимальные условия синтеза композитов, проявляющих лучшее сочетание фотокаталитических и магнитных свойств. Полученные фотокатализаторы можно использовать для очистки воды от красителей с последующим извлечением при помощи магнитного поля.
Бесплатно
Физико-химические характеристики смешанных гелей кремниевой кислоты и оксигидрата лантана
Статья обзорная
Исследованы смешанные гели кремниевой кислоты и оксигидрата лантана, полученные при разных способах смешения реагентов и рН маточного раствора. Установлено, что введение нитрата лантана в раствор метасиликата натрия приводит к образованию смешанных гелей, состоящих из зёрен оксигидрата лантана, «вкрапленных» в матрицу силикагеля. Такие гели имеют низкую сорбционную активность; зёрна оксигидрата лантана склонны к деструкции в сорбате. Введение силиката натрия в раствор нитрата лантана приводит к формированию сополимера, имеющего высокую сорбционную активность. С ростом рН синтеза сорбционная ёмкость сополимерных смешанных гелей возрастает, а зернистых смешанных гелей - снижается.
Бесплатно
Физико-химический анализ продуктов гидролиза нитрата иттрия, полученных золь-гель методом
Краткое сообщение
Рассмотрено влияние рН на продукты гидролиза нитрата иттрия едким натром золь-гель методом. Установлено образование слабокристалличных продуктов гидролиза с различными физическими характеристиками. Показано, что при рН выше точки нулевого заряда формируются образцы, не содержащие поровой влаги.
Бесплатно
Фильтровальные материалы на основе многостенных углеродных нанотрубок для очистки жидкостей
Статья научная
Осаждением многостенных углеродных нанотрубок на полых цилиндрических подложках при синтезе методом MOCVD получены макроцилиндры cо стенками из ориентированных массивов углеродных нанотрубок. Исследованы процессы протекания жидкости через модифицированные полимером макроцилиндры и их фильтровальная способность по отношению к ионам тяжелых металлов и нефтепродуктам. Проведена функционализация поверхности нанотрубок карбоксильными и гидроксильными группами, исследованы сорбционные свойства материалов.
Бесплатно
Формирование оксигидратов иттрия и циркония в присутствии неионогенного пав
Краткое сообщение
Исследовано влияние широко распространенного неионогенного смачивателя ОП-10 (октилфениловый эфир декаэтиленгликоля) на физико-химические свойства оксигидратов двух разных по основности металлов-циркония и иттрия. Изучены сорбционные свойства, термолиз и морфология поверхности образцов, полученных без ПАВ и при концентрациях ОП-10 в маточном растворе, при которых ПАВ образует молекулярные растворы, сферические и цилиндрические мицеллы. Оксигидрат циркония в присутствии ОП-10 в маточном растворе формирует сфероидальные нано-частицы, максимальная доля которых наблюдается при концентрации ОП-10, соответствующей образованию сферических мицелл. Оксигидрат иттрия формирует палочкообразные наночастицы, при концентрации ОП-10 в маточном растворе, соответствующей формированию цилиндрических мицелл. Оксигидраты циркония и иттрия, полученные при оптимальной концентрации ОП-10, имеют на порядок более высокие сорбционные свойства, чем образцы, синтезированные без ПАВ.
Бесплатно
Формирование полимерных материалов повышенной термостабильности
Статья научная
Благодаря своей универсальности, низкой стоимости и относительной безопасности для окружающей среды поливинилхлорид относится к наиболее широко используемой группе термопластов. Ключевым методом при производстве компаундов на основе поливинилхлорида является введение добавок, улучшающих необходимые характеристики. Расширение сфер применения полимерных материалов приводит к разработке композитов повышенной термостабильности. Достижение данной цели с помощью фосфорсодержащих и галогенсодержащих добавок не всегда оправданно и возможно. Минеральные наполнители не теряют своей актуальности при производстве композитов повышенной термостабильности. Устойчивое развитие способствует необходимости принятия определенных разумных решений для обеспечения безопасности нашей планеты, одним из которых является привлечение отходов в круговорот производства. Основным фактором при использовании наполнителей является обеспечение равномерного распределения частиц, что достигается среди прочего уменьшением размера частиц наполнителя. В работе показана потенциальная возможность использования вермикулита и яичной скорлупы в качестве наполнителей для полимеров повышенной термостабильности. Составлены рецептуры ПВХ композиций с содержанием исследуемых наполнителей. Изучен синергизм действия данных добавок на термоаналитические характеристики ПВХ композиций. Определено совместное влияние на реологию компаундов с их содержанием.
Бесплатно
Статья научная
В окружающей среде органические загрязнения подвергаются разложению при помощи микроорганизмов: происходит деструкция загрязнений на простые вещества - углекислый газ, воду и др. Органические поллютанты можно подразделить по происхождению на природные и искусственные. К природным относятся загрязнениям естественного происхождения: продукты метаболизма живых существ, остатки растений, животных и др. Эти вещества микроорганизмами, живущими в окружающей среде, разлагаются вполне успешно. Искусственные загрязнения образуются в результате различных технологических процессов или используются на предприятиях. Это фенол и его производные, красители, продукты нефтехимических производств. Данные загрязнения имеют синтетический характер, поэтому природная микрофлора к ним не приспособлена. Разложение таких загрязнений происходит очень медленно, иногда в течение нескольких десятков лет. В результате происходит накопление органических поллютантов в лучшем случае на специальных полигонах, в худшем - в окружающей среде (почва, озёра, реки). Существующие методы очистки - сорбция, ионный обмен, мембранная очистка - не разлагают загрязнения, а лишь концентрируют, что в глобальном смысле приводит к их накоплению. В ряде стран существуют целые озёра и даже реки, окрашенные во все цвета радуги из-за накопленных органических загрязнений. В данной работе исследованы фотокаталитические свойства композитных гранулированных фотокатализаторов, в которых наноразмерные фотокаталитически активные частицы на основе анатаза внедрены в объём гранулы силикагеля. Показано, что композитные гранулы успешно окисляют модельные органические загрязнения - красители метиленовый голубой, метиловый оранжевый и метиловый фиолетовый.
Бесплатно
Химические и технологические приемы получения фотокаталитического покрытия
Статья научная
Разработаны методы получения фотокаталитического покрытия на основе оксидов титана на ценосферах с использованием активированного пирогидролиза хлорида титана на поверхности, аппретированной неорганическими полимерами. Показано, что эффективность фотокаталитического воздействия на органические загрязнители воды опытных образцов ценосфер превосходит известные решения при уменьшенной в четыре раза по сравнению с используемыми концентрации ценосфер. Присутствие на поверхности воды ценосфер с фотокаталитическим покрытием существенно ускоряет процесс минерализации нефтепродуктов под воздействием ультрафиолетового излучения.
Бесплатно
Хлорид и аренсульфонаты тетраорганилфосфония
Статья научная
Взаимодействием эквимолярных количеств дихлорида трифенилфосфора с пентафенилфосфором в бензоле синтезирован хлорид тетрафенилфосфония (1), который реагирует с аренсульфоновыми кислотами с образованием аренсульфонатов тетрафенилфосфония [Ph4P][OSO2C6H3(OH-4)(COOH-3]∙H2O (2), [Ph4P][OSO2C10H5(OH-1)(NO2)2-2,4] (3) с выходом до 93 %. Подобная реакция хлорида циклогексилтрифенилфосфония с 2-сульфобензойной кислотой сопровождалась синтезом 2-карбоксибензолсульфоната циклогексилтрифенилфосфония (4) с выходом 92 %. Особенности строения комплексов 2-4 установлены методом РСА. Показано, что в катионах 2-4 атомы фосфора имеют искаженную тетраэдрическую координацию, а для аренсульфонатных анионов наблюдается обычная геометрия с тетраэдрическим атомом серы.
Бесплатно
Шарутин Владимир Викторович (к юбилею)
Персоналии
6 июня 2020 г. доктору химических наук (1995 г.), главному научному сотруднику управления научной и инновационной деятельности ЮУрГУ и редактору журнала «Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия «Химия» Шарутину Владимиру Викторовичу исполнилось 70 лет. Редакционная коллегия сердечно поздравляет Владимира Викторовича с этой датой и от души желает удачи и успехов во всех начинаниях, профессиональных побед, претворения в жизнь намеченных планов и плодотворной работы. Пусть Ваша целеустремленность и любовь к работе станут прочным фундаментом для новых достижений, а жизненный оптимизм и умение реализовывать задуманное помогут решать даже самые сложные задачи и воплощать в жизнь творческие проекты. Здоровья, счастья и благополучия!
Бесплатно
Штрихи к портрету академика Г.А. Абакумова
Персоналии
Воспоминания А.В. Гущина об академике Г.А. Абакумове, директоре Института металлоорганической химии им. Г.А. Разуваева Российской академии наук, лауреате Государственной премии СССР, имеющем более 600 научных статей и более 20 патентов, подготовившим более 30 докторов и кандидатов наук, члене редколлегии журналов «Известия Академии наук. Серия химическая» и «Химия высоких энергий», члене бюро Отделения химии и наук о материалах РАН и бюро Научного совета РАН по органической и металлоорганической химии. Педагогический талант Г.А. Абакумова показан на примере общего курса лекций «Химические основы жизни» для студентов химического факультета ННГУ, содержащего увлекательные сведения о механизмах постадийного расщепления инертного углеводородного радикала стеариновой кислоты, о причинах высоких скоростей ферментативных реакций в мягких условиях. Перечислены принципы деятельности стипендиальной комиссии Нижегородской Разуваевской стипендии, где Г.А. Абакумов председательствовал много лет. Описаны впечатления от работы Г.А. Абакумова в качестве заместителя председателя диссертационного совета по химическим наукам по специальностям органической химии, химии элементоорганических соединений и высокомолекулярных соединений объединенного совета по защите докторских и кандидатских диссертаций на базе ННГУ им. Н.И. Лобачевского и Института металлоорганической химии им. Г.А. Разуваева Российской академии наук. Показана связь научной школы Г.А. Абакумова со школой его учителя академика Г.А. Разуваева, создателя и первого директора Лаборатории стабилизации полимеров АН СССР, Института химии АН СССР, Института металлоорганической химии РАН. Кратко рассмотрены научные достижения научных работников - докторов наук, с которыми активно сотрудничал или которыми руководил в последнее время Г.А. Абакумов.
Бесплатно
Эколого-географическая характеристика фитопланктона соленых озер Челябинской области
Статья научная
На территории России находится большое количество озер. Основная часть научно-исследовательских работ связана с практическими запросами и состоянием крупных водных экосистем, имеющих хозяйственное, рекреационное значение или относящихся к особо охраняемым природным объектам. К малоисследованным факторам на сегодняшний момент относится состояние водоемов с высокой минерализацией. Однако в высокоминерализованных водоемах складывается уникальное по своему видовому составу и разнообразию сообщество организмов. Предлагаемые к изучению озера имеют сходные происхождение и ландшафтные условия, расположены в одной и той же природной зоне, сходны по степени влияния на них антропогенных и естественных факторов, имеют высокую трофность, но различную минерализацию. Биоразнообразие фитопланктона, обитающего в соленых озерах Челябинской области, практически не изучено. Многие виды не способны жить в соленой среде, поэтому видовое разнообразие, способное адаптироваться к повышенной солености, ограничено. Изучение биоразнообразия этих экосистем очень важно. В Челябинской области есть озера с высокой минерализацией (более 3 г/л). В работе впервые изучен видовой состав фитопланктона соленых озер Челябинской области (Черное, Горькое и Треустан). Выявлено 55 видов водорослей. Результаты исследования показали, что наибольшие значения видовой численности отмечены у Bacillariophyta. Эколого-географический анализ альгофлоры озер показал, что преобладающая часть встречающегося фитопланктона относиться к видам-космополитам, планктонно-бентосным и бентосным формам и алкалафилам. Несмотря на повышенную минерализацию озер наибольшим видовым разнообразием характеризовались пресноводные виды.
Бесплатно
Электронное строение катионов (sp и d) и размеры анионов кислорода в сесквиоксидах алюминия и железа
Статья научная
Использование уравнений моделей ионных радиусов и метаморфозы кристаллических структур в кубическую позволило на примере сесквиоксидов Al и Fe, кристаллизующихся в одинаковых пространственных группах ромбоэдрической и гексагональной сингониях, количественно показать различное влияние sp- и d-катионов на размер аниона.
Бесплатно
Электрохимические свойства углеродных материалов с высоким содержанием азота
Статья научная
Разработка и совершенствование материалов для накопления электрической энергии является важной для развития технологии возобновляемых источников энергии. Одними из наиболее подходящих устройств для накопления электрической энергии являются суперконденсаторы, так как они способны выдерживать высокие токи заряда и разряда, имеют большое количество циклов перезарядки. Характеристики двойнослойных суперконденсаторов (ДСК) во многом зависят от материалов электрода, в котором формируется двойной электрический слой. Наиболее перспективными материалами для производства ДСК являются материалы на основе углерода, такие как активированные угли, сажи, фуллерены, нанотрубки, графен. Улучшить характеристики существующих материалов возможно за счет увеличения их электропроводности, смачиваемости электролитом, увеличения удельной площади поверхности. Допирование углеродных материалов атомами азота позволяет во многом решить эти задачи, в том числе снизить их электрическое сопротивление. Одним из способов получения богатых азотом углеродных материалов является медленный термолиз смеси каменноугольного пека и меламина. Такой способ позволяет получить однофазные углеродные материалы с массовой долей пека до 22 масс. %. Методами электронной микроскопии показано, что с увеличением концентрации азота происходит разрыхление материалов. Методом рентгенофазового анализа показано, что полученные материалы имеют слоистую структуру, подобную графиту. Методом РФЭС установлено, что атомы азота встраиваются в структуру графитового листа. В полученных материалах преобладают атомы азота в пиридиновой конфигурации. Электрохимические свойства полученных материалов были исследованы при помощи электрохимической ячейки, которая является прототипом ДСК. Наибольшей ёмкостью обладает материал с концентрацией азота 4,2 масс. %. Характеристики полученного ДСК сравнили с промышленно выпускаемым конденсатором емкостью 220 мФ и показали их большое сходство.
Бесплатно
Электрохимическое поведение аморфных сплавов на основе железа и кобальта в щелочном электролите
Статья научная
Методом вольтамперометрии с линейной разверткой потенциала исследовано поведение аморфных сплавов в концентрированном щелочном электролите. Проведен сравнительный анализ их коррозионной стойкости с учетом химического состава и вероятных электрохимических реакций.
Бесплатно
Электрохимическое поведение сплавов системы Cu-Zr-O в растворе хлорида натрия
Статья научная
Методом циклической вольтамперометрии изучено электрохимическое поведение сплавов системы Cu-Zr-O в растворе 3%-ного NaCl. Дана сравнительная характеристика коррозионной активности рассматриваемой системы.
Бесплатно
Краткое сообщение
Показана возможность расчетов неизвестных ранее энтальпий образования хроматов (VI) Зс1-элементов, кристаллизующихся в ромбической син-гонии (пространственная группа Cmcm). Результаты расчетов согласуются с имеющимися экспериментальными данными в пределах приведенных доверительных интервалов.
Бесплатно
Энтальпия гидратации простых анионов галогенов
Статья научная
В работе предложены модели расчета стандартной энтальпии образования простых анионов в газовой фазе и в водном растворе, стандартной энтальпии гидратации анионов. Возможности моделей проиллюстрированы на примере галид-ионов. Сделаны прогнозные вычисления термохимических характеристик для астатид-иона. Полученные величины энтальпий образования газообразных анионов позволили рассчитать для атомов галогенов корректные значения сродства к электрону.
Бесплатно
Энтальпия гидратации халькогенидов
Статья научная
В работе показана возможность применения модифицированной модели для расчета стандартной энтальпии образования анионов халькогенов в газовой фазе и в водном растворе, стандартной энтальпии гидратации халькогенид-ионов. Сделаны предсказательные расчеты термохимических характеристик для аниона полония. Полученные величины энтальпий образования газообразных анионов позволили рассчитать для атомов халькогенов первые и вторые значения сродства к электрону.
Бесплатно
Энтальпия образования газообразных двухзарядных катионов щелочноземельных металлов
Краткое сообщение
Показано, что изменения энтальпий образования газообразных двухзарядных катионов щелочноземельных металлов равны энтальпиям электромагнитного взаимодействия «ядро-электрон» в соответствии с разработанной ранее моделью.
Бесплатно
