Главная – Журналы – Химия в интересах устойчивого развития 2006 номер 1

Изучены кинетика и равновесие процесса сорбции ионов Cu(II), Zn(II) и Cd(II) на природном целлюлозосодержащем материале - древесных сосновых опилках. Исследовано влияние различных способов модифицирования древесных опилок на их сорбционные свойства. Определены оптимальные режимы химической модификации древесных опилок. Результаты испытаний модифицированных опилок в ка-честве сорбентов при очистке промышленных сточных вод показали эффективность их использования для извлечения ионов тяжелых металлов, а также нефтепродуктов и поверхностно-активных веществ.

Разработана методика определения содержания ртути прямым атомно-эмиссионным методом для анализа порошкообразных ртутьсодержащих углеродных сорбентов и одновременного определения примесных элементов. Предложенная методика позволяет проводить экспрессный контроль содержания ртути в углеродных сорбентах НУМС, используемых в технологии очистки сточных вод от ртути. Точность анализа повышается за счет одновременного расчета по нескольким аналитическим линиям определяемого элемента. Диапазон определяемых содержаний ртути 0.0001-1.0% (по массе), предел обнаружения примесных элементов - на уровне n^.10^-5% (по массе).

Исследованы сорбционные свойства различных видов гидролизного лигнина: нейтрализованного, кислого, лигнина из отвалов в отношении радионуклидов ¹³⁷Cs и ⁹⁰Sr. Показано, что нейтрализованный гидролизный лигнин и лигнин из отвалов значительно лучше сорбируют ¹³⁷Cs и ⁹⁰Sr по сравнению с кислым лигнином. Значительная часть поглощенных ионов (40-58%) не десорбируется и находится в необменной фиксированной форме. Лигнин из отвалов характеризуется максимальным коэффициентом распределения, что позволяет считать его наиболее перспективным материалом для использования в качестве мелиорант-сорбента.

Изучено непрямое электрохимическое окисление фенола в кислых (рН 2-3) и нейтральных (рН 6-7) средах с платиновым и оксидносвинцовым анодами. Показано, что в кислом электролите процесс непрямого окисления фенола протекает с минерализацией до СО₂ и Н₂О, а в нейтральном - до органических кислот.

Для контроля ртути в литиевом производстве разработана методика определения ее содержания в литийсодержащих растворах и углеродных сорбентах НУМС с использованием инверсионной вольтамперометрии на стеклоуглеродном электроде. Определение содержания ртути в сорбентах НУМС проводилось после сжигания навески и отгонки ртути в поглотительный раствор 1МHCl с добавкой H₂O₂. Диапазон определяемых значений содержания ртути составляет 0.2-3.5мг/л, s_r=4-9%.

Экспериментальные данные по растворению кальцита в воде и растворе серной кислоты обработаны с помощью обобщенного уравнения гетерогенной кинетики. Показана возможность использования данного метода для определения кинетических характеристик процесса. Получены данные о лимитирующей стадии и рассчитаны константы скорости растворения кальцита в различных условиях. Предложена методика расчета технологических параметров процесса снижения уровня закисления природной воды.

Получены нанокристаллические пленки оксида олова на стеклянных и металлических подложках методами погружения в раствор карбоксилата олова, центрифугирования подложки с раствором и последующей термической обработки. Отличительная особенность предложенного метода - использование экстракции для синтеза прекурсора, что позволяет получать беспримесный сенсорный материал. Установлено, что чувствительность пленок оксида олова к газам зависит от температуры пиролиза и максимальна для пленок, пиролизованных при 400^oС.

Изучена динамика накопления кислородсодержащих групп при озонировании каменного угля в хлороформе. Показано, что содержание кислорода в органическом веществе угля определяется доступ-ностью реакционных центров для молекул озона. Среди продуктов озонирования угля преобладают высокомолекулярные водонерастворимые кислоты.

Изучена кинетика накопления 5-гидроксиметилфурфурола из фруктозы и сахарозы в проточном реакторе при 240^оС в водных растворах уксусной и фосфорной кислот в качестве катализатора. Установлено, что максимальный выход 5-гидроксиметилфурфурола практически не зависит от природы катализатора и углевода и достигает 40мол.% при 240-250^oC и концентрации фруктозы и фосфорной кислоты 0.25 и 0.01-0.05М соответственно. Скорость коррозии стали 12Х18Н10Т в этих условиях (1-2мм/год) на порядки ниже таковой в среде каталитической системы для конверсии углеводов при 100-180^оС.

Influence of the water content of milling medium on the properties of reaction bonded aluminium oxide powder precursors and their sintered mechanical properties is studied. As a result of interaction between absolute ethanol and aluminium, the water content of the mixture milled in absolute ethanol increased to 4.7%. Mechanical properties such as bending strength and toughness of the sintered ceramics depend on the water content of the powder precursors. Higher bending strength, 350MPa and toughness, 3.7MPam^1/2 were observed in the sample milled in absolute ethanol. Higher water content of the mixture milled in absolute ethanol is the main reason of the high mechanical properties.

Исследована начальная стадия процесса получения катализаторов, содержащих металл на оксиде алюминия в качестве носителя, по схеме, которая существенно уменьшает количество вредных отходов производства. Метод получения основан на прямом взаимодействии предварительно обработанного металлического алюминия с водой. Показано, что основу процесса активирования алюминия жидким металлическим сплавом In-Ga составляют диффузионные явления. Предложен способ оценки коэффициента объемной диффузии жидкого галлия в зерна сплавов поликристаллического алюминия различных марок.

Исследованы жидкие продукты процессов гидрогенизации и гидропиролиза барзасского сапромиксита в автоклавных условиях. Методом хромато-масс-спектрометрии установлено содержание индивидуальных веществ в легкокипящих фракциях исследуемых продуктов. Продукты гидропиролиза более чем на 50% (по массе) состоят из нормальных парафинов. Продукты гидрогенизации характеризуются повышенным содержанием циклических углеводородов и структурно изомеризованных парафинов. Массовая доля ароматических углеводородов в этих фракциях не превышает 14.1%. Методами ИК- и ЯМР-спектроскопии установлено, что фракции исследуемых продуктов с температурой кипения выше 180^оС в основном содержат алифатические фрагменты. По своему составу продукты гидропиролиза близки к продуктам нефтяного происхождения, а продукты гидрогенизации характеризуются повышенной ароматичностью и меньшей длиной алифатического фрагмента в среднестатистической молекуле. Показано, что использование железорудного катализатора, активированного механохимическим методом, в процессах гидрогенизации и гидропиролиза сапромиксита приводит к увеличению содержания в образующихся жидких продуктах дистиллятных фракций, а в легкокипящей фракции (температура начала кипения 180^оС) - углеводородов с низкой молекулярной массой.

С помощью радиоизотопного метода исследовано поведение фосфат-аниона Р_i в системе "вода - донный осадок" оз.Байкал. Концентрация Р_i в воде составляет 0.39^.10^-6моль/л, ионов кальция - 400^.10^-6моль/л, рН7.6. В опытах с [³²Р]-фосфатом установлено, что при изменении рН от 7.6 до 5.6 коэффициент распределения K_D=[P_i]_sed/[P_i]_sup увеличивается от 6000 до 14000, а при подщелачивании до рН 10.5 снижается до 1500. По-лученные данные указывают на то, что главной связывающей Р_i твердой фазой выступает не гидроксилапатит, как считалось ранее, а аутигенный гидроксид железа (III). Концентрация обмениваемого Р_i в осадке составляет 2.3^.10^-6 моль/г. Сорбция Р_i описывается изотермой Лэнгмюра; емкость осадка равна 36.3^.10^-6 моль Р_i/г. После обработки осадка щавелевой кислотой, в результате которой удаляется 517^.10^-6 моль/г Fe, K_D снижается до 417. Поскольку радиоактивный сульфат в отличие от P_i не сорбируется осадком (K_D<60), сделан вы-вод о том, что связывание P_i происходит по механизму хемосорбции, а не просто-го ионного обмена. В адсорбированном состоянии в Байкале ежегодно захоранивается около 200 т P_i, что заметно меньше того количества P_i, которое посту-пает с водами р. Селенги (~1200 т) и выносится с водами р. Ангары (~10³т).

Проведены экспериментальные исследования влияния отрицательных и положительных температур на процесс сернокислотного выщелачивания с участием азотистых соединений сульфидных руд Удоканского медного месторождения. Показано, что в области отрицательных температур процесс окислительного выщелачивания меди резко интенсифицируется. Азотистая кислота в этих процессах играет роль катализатора. Полученные результаты свидетельствуют о том, что подвижность тяжелых металлов в криогенных зонах окисления сульфидных месторождений с участием соединений азота очень высокая.