Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия: Химия @vestnik-susu-chemistry
Статьи журнала - Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия: Химия
Все статьи: 614
Влияние воды на структуру щелочных боросиликатных стекол
Статья научная
Методами колебательной спектроскопии изучено влияние воды на структуру натриевых и калиевых боросиликатных стекол. Показано значительное влияние процесса образования гидроксильных групп на структурное положение катионов щелочных металлов в силикатной и боратной части структуры этих стекол. Сделан вывод об участии протонно-катионного обмена в образовании гидроксильных групп в структуре натриевых и калиевых боросиликатных стекол изученных составов.
Бесплатно
Статья научная
Изучение ферритов на сегодняшний день является одним из актуальных научных направлений, что подтверждается большим количеством публикаций по данной теме. Ферриты являются востребованным материалом для применения в высокочастотной электронике. Для СВЧ электроники наиболее перспективными являются ферриты, имеющие структуру магнетоплюмбита, такие как гексаферрит бария BaFe12O19 и твердые растворы на его основе. Замещение атомов железа в структуре гексаферрита бария другими элементами, такими как алюминий или титан, приводит к значительному изменению физических свойств, таких как магнитная проницаемость, намагниченность насыщения, коэрцитивная сила, температура Кюри, частота ферромагнитного резонанса, электрическая проводимость. Таким образом, понимание того, как каждый из замещающих железо элементов влияет на физические свойства твердого раствора на основе гексаферрита бария, дает нам возможность плавно настраивать характеристики феррита под конкретную инженерную задачу. Данная работа посвящена изучению влияния замещения атомов железа в структуре гексаферрита бария атомами алюминия и титана на изменение параметров кристаллической решетки и физических свойств. Методом твердофазного синтеза были получены монофазные образцы на основе гексаферрита бария составов BaFe12O19, BaFe11AlO19, BaFe11TiO19 и BaFe11Al0,5Ti0,5O19. Степень замещения железа алюминием, титаном и совместным замещением алюминием и титаном была одинакова для всех образцов. Полученные в результате спекания образцы изучали методами рентгенофазового анализа, энергодисперсионной рентгеновской спектроскопии, и дифференциальной сканирующей калориметрии. По данным рентгеноструктурного анализа были выявлены закономерности изменения параметров кристаллической решетки от замещающего атома. Методом дифференциальной сканирующей калориметрии измерена температура Кюри для всех исследуемых образцов. Сделаны выводы о влиянии замещающего элемента на значение температуры Кюри.
Бесплатно
Влияние кальция и бария на поведение воды в натриевом боросиликатном стекле
Статья научная
Методами колебательной спектроскопии изучено влияние катионов кальция и бария на растворимость воды в натриевом боросиликатном стекле. Установлены водные формы, образующиеся в стеклах при их взаимодействии с водой, и показано влияние структурных факторов на поведение воды в стеклах изученных составов.
Бесплатно
Статья научная
Молекулярно-динамическое моделирование комплекса 70S рибосомы E. coli в каноническом А/А, Р/Р-состоянии, содержащее стоп-пептид ErmBL, позволило наблюдать формирование и дестабилизацию предреакционного состояния пептидилтрансферазного центра (ПТЦ). При отсутствии антибиотиков в рибосоме, субстраты пептидилтрансферазной реакции (ПТР), а именно аминогруппа Lys-aa-тРНК и сложный эфир Asp-Р-тРНК, оказываются стабильно сближены на протяжении 200 нс траектории так, что атомы азота и углерода, между которыми предполагается образование новой пептидной связи, удерживаются на расстоянии не более 4,5 Å. В присутствии же эритромицина в рибосомном туннеле это расстояние за то же время моделирования может увеличиваться до 6 и более Å, при этом искажается сайт связывания ССА-конца А-тРНК. Важную роль в позиционировании А-тРНК играет спираль Н38 23S рРНК: паттерны ее связывания с А-тРНК и соседней спиралью Н84, участвующей в позиционировании уже Р-тРНК, заметно отличаются. В траектории, где субстраты ПТР наиболее сближены, спирали Н38 и Н84 сцеплены стэкинг-взаимодействием между остатками U890 и G2308, а остаток А896 образует стэкинг-контакт с G19 А-тРНК. Присутствие эритромицина в рибосомном туннеле разрушает стэкинг-контакт между Н38 и Н84, а положение А-тРНК изменяется настолько, что она взаимодействует с остатком А896 Н38 другим основанием, С56. Такое искажение связывания А-тРНК приводит к разрушению предреакционной структуры ПТЦ, что объясняет действие антибиотика. Важно понимать, что положение Н38 стоит дополнительно оптимизировать для получения предреакционных структур рибосом из-за недостатка структурных данных относительно этой спирали.
Бесплатно
Влияние концентрации допанта (Eu/Nd) на физико-химические свойства оксигидроксида иттрия
Статья научная
В работе изучено влияние концентрации европия и неодима, добавленных в виде соли, при синтезе оксигидроксида иттрия из нитрата иттрия по золь-гель технологии, на его физико-химические свойства. Методом синхронного термического анализа установлено, что ионы европия и неодима по-разному взаимодействуют с оксигидроксидом иттрия, но в обоих случаях происходит усложнение кривых термического анализа и масс-спектрометрии газообразных продуктов термолиза (записанных в режиме мониторинга 18, 30 и 44 м. ч.). Определено, что европий и неодим влияют не только на фазовый состав и люминесцентные свойства, но и на осаждение оксигидроксида иттрия. Для неодима наблюдается меньшее его содержание в осадке, чем было в исходном растворе, для европия характерна другая тенденция и его количество в осадке больше нежели в растворе, то есть он препятствует переходу в твёрдую фазу полимерных частиц оксигидроксида иттрия. Методом рентгено-фазового анализа выявлено смещение пиков на дифрактограммах относительно недопированного оксигидроксида иттрия на 5…7°, что свидетельствует о частичном внедрении допантов в кристаллические образования оксигидроксида иттрия. Методами энергодисперсионного анализа и сканирующей электронной микроскопии установлено, что оба допанта равномерно распределены по матрице образцов. Образцы, допированные неодимом, образуют крупные частицы, а оксигидроксиды, допированные европием, - мелкодисперсные сферические или слоистые частицы (в зависимости от количества допанта). Образцы обладают люминесценцией в ультрафиолетовом диапазоне с максимумом около 300 нм и могут быть применены в качестве люминофоров в эритемных лампах.
Бесплатно
Статья научная
Проведены исследования коррозионной стойкости хромистых сталей (26ХМФА; 15Х5М; 20Х13) в условиях движущейся среды при повышенной температуре и давлении углекислого газа. Установлено, что с увеличением температуры скорость локальной коррозии исследуемых материалов уменьшается.
Бесплатно
Влияние оксидов 3d-элементов на фазовое превращение анатаз - рутил
Статья научная
Изучено влияние оксидов 3d-элементов на фазовые превращения анатаза в рутил. Показано, что добавки соответствующих оксидов являются рутилирующими, независимо от способа синтеза исходного диоксида титана анатазной модификации. Оксид никеля эффективнее снижает начальную температуру фазообразования и оказывает более сильный рутилирующий эффект, чем оксид хрома. Температура полиморфного превращения зависит от предыстории как оксида никеля (II), так и оксида титана (IV).
Бесплатно
Влияние параметров R и K на особенности структуры щелочных боросиликатных стекол
Статья научная
Методами колебательной спектроскопии изучены особенности анионной структуры щелочных боросиликатных стекол со значительным отличием значений параметров R и K, определяющих соотношение оксидов-сеткообразователей и оксидов-модификаторов сетки стекла. Установлено различие в распределении катионов-модификаторов между различными видами структурных единиц в натриевых и калиевых боросиликатных стеклах.
Бесплатно
Статья научная
В статье представлены результаты исследования влияния неионогенных поверхностно-активных веществ на комплексообразование титана (IV) с трифенилметановым красителем бромпирогаллоловым красным (БПК). Также изучены оптимальные условия образования и свойства комплексов, влияние на комплексообразование органических растворителей различной природы. Изучены спектры поглощения и кинетика реакции образования комплексов состава БПК-ПАВ и Ti-БПК-ПАВ. В качестве неионогенных поверхностно-активных веществ выбраны ОП-7 и ОП-10, различающиеся длинной оксиэтиленовой цепи. Повышение концентрации ПАВ не приводит к батохромным или гипсохромным сдвигам на спектрах поглощения, однако при достижении концентрации ОП-7 до 0,07 % и ОП-10 до 0,008 % происходит увеличение оптической плотности раствора. При анализе кинетических зависимостей было обнаружено, что в отсутствии поверхностно-активных веществ в образующийся комплекс не стабилизируется в течение двух часов, в то время как при увеличении концентрации ОП-7 комплекс образуется в течении 16 минут и остается стабильным в течение длительного времени. В присутствии ОП-10 комплекс стабилизируется также за 16 минут и остается устойчивым около часа при концентрации 0,008 %, при дальнейшем увеличении концентрации происходит разрушении комплекса и падение оптической плотности. Присутствие в реакционной смеси органических растворителей, в частности ацетона, практически никак не влияет на оптическую плотность раствора органического реагента, но гипохромно воздействует на образующийся комплекс с титаном, что может свидетельствовать о проникновении ацетона во внутреннюю координационную сферу и разрушении соединения металла с органическим реагентом, на что указывает также выпадение осадка при достижении концентрации ацетона 40 %. Градуировочная зависимость Ti-БПК-ОП-10 линейна в диапазоне концентраций от 0,4∙10-5 до 9,6 ∙ 10-5 М, для системы Ti-БПК-ОП-7 этот интервал составляет (0,4-8,0)∙10-5 М. В большей степени комплексообразованию мешают ионы ванадия (V), алюминия (III). Мешающее влияние данных ионов можно устранить введением в систему лимоннокислого аммония и аскорбиновой кислоты. Используя экспериментальные данные и графические методы - метод отношения наклонов, метод молярных отношений и метод изобестической точки, - установили стехиометрический состав реагентов комплекса. В системах с ОП-7 и ОП-10 существуют две формы комплекса титана с БПК: в соотношении 1:2 и, при увеличении концентрации БПК, в соотношении 1:4. Графический метод Комаря показал, что наибольшей устойчивостью обладают комплексы с соотношением 1:4, константы устойчивости для систем Ti-БПК-ОП-10 и Ti-БПК-ОП-7 в этом случае составили соответственно 6∙1015 и 2,5∙1016.
Бесплатно
Статья научная
Методом радикальной осадительной полимеризации синтезированы слабосшитые загустители на основе акриловой кислоты. Изучено влияние добавки низкомолекулярных ПАВ разного типа на реологию растворов синтезированных полимеров в смеси пропиленгликоль-вода. Установлено, что растворы пропиленгликоль-вода с добавками гидрофобно-модифицированной полиакриловой кислоты и ПАВ неионогенного типа обладают реологическими характеристиками, позволяющими разрабатывать на их основе противообледенительные жидкости II-IV типов.
Бесплатно
Статья научная
Выполнено сравнительное изучение эффективности действия различных форм бора (водный раствор/хелатная форма) на урожайность и качественные показатели зеленой массы клевера лугового сорта «Мартум». Хелатные формы представляли собой растворы борной кислоты в органических жидкостях: моноэтаноламине, диэтаноламине, триэтаноламине, глицерине, этиленгликоле. Установлено, что растения, удобренные растворами борной кислоты в органических растворителях, были более мощными и нарастание биомассы шло более интенсивно. Использование водного раствора борной кислоты (традиционная форма борных микроудобрений) повышало рост растений лишь на 6,2% по сравнению с вариантом без внесения удобрений. Применение органических растворителей привело к более значимому увеличению высоты клевера лугового: прибавки к контролю варьировали от 5,5 до 19,6 см. Наиболее высокие растения наблюдались на варианте с применением борной кислоты, растворенной в этиленгликоле, что превысило значение контроля в 1,3 раза. Некорневая подкормка борными микроудобрениями позволила увеличить зеленую массу опытной культуры на 7,4-78,5 % относительно контроля. Использование в качестве растворителей триэтаноламина, глицерина и этиленгликоля способствовало максимальному достоверному росту вегетативной массы клевера, которая была соответственно на 8,1; 7,7 и 9,5 т/га выше, чем на неудобренном варианте. Сбор сухого вещества в опытных вариантах увеличился на 0,1-1,1 т/га. Наибольшее значение данного показателя было отмечено при некорневой обработке клевера раствором борной кислоты на основе этиленгликоля, что превысило значение контрольного варианта на 73,3 и на 62,5 % варианта с водным раствором борной кислоты. Кроме учета общего содержания органических или минеральных соединений в фитомассе клевера, было определено содержание основных элементов питания - азота, фосфора и калия. Наибольшая концентрация азота наблюдается при внесении смеси борной кислоты и глицерина, что на 24,2 % превышает значение контрольного варианта и на 33,1 % варианта с водным раствором борной кислоты. Содержание фосфора в зеленой массе клевера в варианте с использованием раствора борной кислоты в глицерине было максимальным и превысило контроль на 15,4 %. Растворение борной кислоты в воде и этиленгликоле, напротив, достоверно снизило концентрацию этого элемента на 11,5 % относительно контрольного варианта. Содержание калия в зеленной массе клевера на контрольном варианте составляло 1,95 %, в то время как использование растворов борной кислоты в органических растворителях для некорневой подкормки привело к увеличению показателя в среднем в 1,04 раза. При этом максимальная прибавка по рассматриваемому показателю в варианте, где применялся раствор на основе диэтаноламина, - 7,7 % к соответствующему значению неудобренного варианта и 8,2 % - к варианту с использованием водного раствора борной кислоты. Применение борной кислоты способствовало незначительному снижению содержания нитратов, причем наибольшим эффектом в данном случае характеризовались варианты с использованием ди- и триэтаноламина.
Бесплатно
Статья научная
Изучено старение свежеосажденных оксигидроксидов (ОГ) Al (III), Cr (III) и Zr (IV) с сорбированными катионами цветных металлов (ЦМ) (Cu 2+, Ni 2+, Cr 3+, Pb 2+ и Cd 2+) при длительной (2-3 года) выдержке в 0,25 М растворе NaCl при комнатной температуре. Установлено, что из трех изученных ОГ только алюмогель претерпевает в результате старения значительные изменения электроповерхностных свойств и состава. Результатом этих превращений является значительная (до 70 %) десорбция сорбированных катионов ЦМ. Хромо- и цирконогели испытывают за указанный срок старения очень малые изменения. Природа сорбированных катионов незначительно влияет на изменения свойств изученных ОГ.
Бесплатно
Статья научная
Осуществлена радикальная компенсационная сополимеризация бутилакрилата с винилбутиловым эфиром при кипении последнего в присутствии триэтилбора, Соинициатором ему в данных условиях выступает присутствующий в системе остаточный кислород воздуха. Как выяснилось, в кипящем винилбутиловом эфире кислорода достаточно для окисления триэтилбора и осуществления сополимеризации. При введении в реакционную смесь использовали комплекс триэтилбора с гексаметилендиамином. Триэтилбор из комплекса выделяли непосредственно в реакционной среде добавлением метакриловой кислоты двумя способами: совместно с бутилакрилатом (способ 1) или единовременно перед введением бутилакрилата (способ 2). Активный мономер в обоих случаях дозировали в течение 20 мин и перемешивали реакционную смесь еще необходимое время. Непрореагировавшие мономеры удаляли при пониженном давлении (до 0,5 мм. рт. ст.). В условиях вакуумирования полимер сушили до постоянного веса при Т = 20-25 °С. Показано, что в том и другом случае формирование макромолекул происходит по двум центрам роста цепи - олигомерному и низкомолекулярному, причем с ростом конверсии кривая молекулярно-массового распределения первого смещается в область больших значений молекулярных масс. Отмечены признаки формирования олигомерной моды с участием бороксильного радикала, образующегося при окислении триэтилбора, по механизму обратимого ингибирования. Изучена зависимость конверсии мономеров от времени синтеза сополимеров бутилакрилата и винилбутилового эфира, синтезированных компенсационным способом в присутствии триэтилбора. В обоих случаях конверсия нарастает до 40-60 мин значительно быстрее, чем в последующем. Следует обратить внимание на то, что выход по активному мономеру в начале процесса при дозировании метакриловой кислоты совместно с бутилакрилатом (способ 1) нарастает медленнее, чем в случае дозирования метакриловой кислоты до введения бутилакрилата (способ 2). Это можно объяснить тем, что при введении кислоты до бутилакрилата окисление триэтилбора происходит в самом начале процесса, а при совместном введении указанных компонентов в течение 20 мин. В результате в случае способа 2 происходит образование заметно большего количества «неживого» полимера. Анализ состава сополимеров методом ИК-спектроскопии показал, что сополимеры бутилакрилата с винилбутиловым эфиром имеют близкий к эквимольному состав в обоих случаях. Молекулярно-массовые параметры сополимеров исследовали методом гель-проникающей хроматографии. Значения среднечисленной молекулярной массы Мn равномерно увеличиваются с ростом конверсии (Мn имеет смысл рассматривать для унимодального молекулярно-массового распределения начиная с 50 мин для первого способа и 60 мин для второго способа после начала синтеза). Такая зависимость является характерным признаком псевдоживых процессов.
Бесплатно
Статья научная
Эпоксидные смолы лидируют по использованию в области создания композиционных материалов. Несмотря на уникальные характеристики, обеспечивающие высокие объемы потребления, подобным смолам присущи определенные недостатки: высокая вязкость, низкая устойчивость к атмосферному воздействию. С целью снижения негативных технологических факторов при использовании эпоксидной смолы в качестве термореактивного связующего для композиции исследована менее вязкая эпоксиаминная смола. Для придания эластичных свойств модификацию смолы проводили двумя компонентами: полиэфиром на основе себациновой кислоты и полиамидным отвердителем. Отверждение композиций осуществляли в различных температурных режимах. В работе показано образование сшитого полимерного продукта, а также влияние температурных режимов на степень отверждения полимерных пленок. Исследованы важные физико-механические и эксплуатационные характеристики полученных образцов. Определена взаимосвязь полученных показателей и температурных режимов обработки композиции.
Бесплатно
Статья научная
Установление закономерностей образования и структуры сетчатых полимеров, а также методов их регулируемого синтеза позволяют рационально управлять технологическими процессами получения и переработки материалов на их основе. В работе определена возможность направленной вариации параметров молекулярной сетки сополимеров эпоксидной и полиэфирной смол при использовании полиамидного отвердителя. С этой целью изучены влияние температурных режимов отверждения, технологии смешения исходных компонентов. Первоначально рассчитаны значения констант Хаггинса. Для этого исследовано набухание сополимеров в хлороформе, ксилоле, диметиформамиде и ацетоне. С учетом термодинамических критериев на основании полученных результатов проведен выбор растворителя, обеспечивающего оптимальные условия набухания синтезированного сополимера. Получены экспериментальные данные, описывающие процесс набухания образцов сополимеров. С использованием уравнения Флори рассчитаны параметры структурных сеток разработанных полимерных композиций.
Бесплатно
Влияние температуры и рН на фазообразование в системе FeSO 4-H 2O-NaOH-H 2O 2
Статья научная
Исследованы закономерности фазообразования при окислении в квазистационарных условиях (рН = const) водных растворов FeSO 4 и (или) суспензий Fe(OH) 2 пероксидом водорода с использованием в качестве щелочного агента гидроксида натрия. Уточнены области рН и температуры преимущественного формирования фаз «ферригидрит», Fe 3O 4, α-, γ- и δ-FeOOH. Анализируется вопрос о влиянии температуры и величины рН на фазовый и дисперсный составы формирующегося осадка.
Бесплатно
Влияние тяжелых металлов на агрохимические показатели почв Южного Урала
Статья научная
Представлены результаты исследования по влиянию тяжелых металлов на показатели почвенного плодородия в различных районах Челябинской области. В результате большого выноса основных элементов питания с урожаем сельскохозяйственных культур, отсутствия необходимых мероприятий по их компенсации баланс питательных веществ во всех исследуемых почвах отрицательный. Содержание тяжелых металлов за счет антропогенного загрязнения в некоторых почвах превышает допустимое значение, что приводит к низкому содержанию как гидролизуемого азота, так и подвижного фосфора при высоком содержании валовых форм. На состояние в почвенном растворе тяжелых металлов и характер их распределения в пахотных горизонтах оказывают влияние как гранулометрический, так и химический состав почв, состав и свойства органических соединений гумуса. Анализ исследуемых почв показал, что содержание гумуса в пахотных почвах и на целине исследуемых площадей Челябинской области имеет тенденцию к снижению. Это связано не только с низким поступлением органического вещества в почвы, но и с влиянием тяжелых металлов на связывание гуминовых кислот и перевод их в гуматы. На доступность элементов питания оказывает влияние реакция почвенного раствора на кислых почвах, даже те небольшие дозы вносимых минеральных удобрений не могут использоваться растениями.
Бесплатно
Влияние тяжёлых металлов на плодородие почв Челябинской области
Статья научная
Представлены результаты химического анализа пахотных и залежных почв Челябинской области за долгосрочный период. Рассматриваются процессы накопления тяжёлых металлов в верхних горизонтах почв в результате антропогенного воздействия. Выявлено значительное увеличение концентрации тяжёлых металлов в пробах. Показано, что повышенное содержание тяжёлых металлов существенно снижает плодородие почв.
Бесплатно
Влияние условий синтеза на состав сополимеров алкил(мет)акрилат-винилалкиловый эфир
Статья научная
Проведен синтез сополимеров метилметакрилата с винилбутиловым эфиром из мономерной смеси и компенсационным способом. Анализ их состава показал, что происходит образование, соответственно, неоднородного по конверсии сополимера с преимущественным содержанием звеньев метилметакрилата и сополимера близкого к эквимольному состава. На примере мономерной пары бутилакрилат-винилалкиловый эфир показано, что для получения композиционно однородного сополимера могут быть использованы как классические радикальные инициаторы, так и бинарные иницаторы боралкид-кислород.
Бесплатно
Влияние условий синтеза порошка оксида иттрия, легированного ионами неодима, на морфологию
Статья научная
Исследована зависимость формы и размера частиц оксида иттрия, легированного ионами неодима, от способа синтеза: гомогенное и гетерогенное соосаждение. Для гомогенного соосаждения показана зависимость формы и размера частиц оксида иттрия, легированного ионами неодима, от концентрации исходных солей в растворе, от соотношения концентраций ионов иттрия к осадителю в растворе, от времени старения осадка во время синтеза, от температуры синтеза. Установлено, что для гомогенного соосаждения форма частиц не изменяется при переходе от прекурсора до синтезированного оксида иттрия - образуются частицы сферической формы. Методами инфракрасной спектрометрии и рентгенофазового анализа установлена природа прекурсора - прекурсор рентгеноаморфный, имеющий гидрокарбонатную природу. Размер частиц при переходе от прекурсора до синтезированного оксида иттрия уменьшается на 10-20 %. Для гетерогенного соосаждения показана зависимость формы и размера частиц от природы осадителя (раствор аммиака и раствор аммония углекислого кислого). Также было изучено влияние концентрации исходных солей и температуры синтеза на форму и размер частиц. Установлено, что для гетерогенного соосаждения вне зависимости от осадителя форма частиц не изменяется при переходе от прекурсора до синтезированного оксида иттрия - при использовании в качестве осадителя аммиака получаются частицы игольчатой формы, собранные в агломераты, при использовании в качестве осадителя раствора аммония углекислого кислого получаются частицы пластинчатой формы. Методами инфракрасной спектрометрии и рентгенофазового анализа установлена природа прекурсора: при использовании в качестве осадителя раствора аммония углекислого кислого прекурсор рентгеноаморфный, имеющий гидрокарбонатную природу, а при использовании в качестве осадителя раствора аммиака - смесь гидратов оксогидроксонитратов иттрия. Размер частиц при переходе от прекурсора до синтезированного оксида иттрия практически не изменяется для частиц полученных соосаждением раствором аммиака и уменьшается в 2 раза для частиц полученных соосаждением раствором аммония углекислого кислого.
Бесплатно
