Главная – Журналы – Химия в интересах устойчивого развития 2007 номер 6

Описаны основные каталитические процессы генерации водорода, в которых целесообразно применение водородопроницаемых мембран. Рассмотрены различные типы твердых мембран для извлечения водорода из смеси газов. Приведены конструкции каталитических риформеров с интегрированным мембранным модулем, показаны преимущества таких аппаратов по сравнению с традиционными реакторами топливного процессора. Описаны математические модели реакторов с мембранным выведением водорода, приведены некоторые результаты моделирования. Проанализированы перспективы применения каталитических реакторов с мембранами в водородной энергетике и на транспортных средствах.

Приведены данные по гранулометрии, морфологии и минеральному составу аэрозольных частиц, которые получены с использованием сканирующего электронного микроскопа LEO 1430 VP, снабженного энергодисперсионным спектрометром (EDS) OXFORD. Методами ICP-MS, ICP-AES, РФА-СИ, атомно-абсорбционным и фазовым рентгеноструктурным определены минерально-геохимические индикаторы локальных источников аэрозольного загрязнения в условиях мегаполиса. Установлена подвижность токсичных элементов, накапливаемых в снежном покрове. Комплексный подход позволил оценить вклад отдельных промышленных предприятий в общее экологическое состояние Новосибирска.

Исследован состав и реологические свойства выделенных из высокопарафинистых нефтей асфальтосмолопарафиновых отложений при изменении градиента температур нефти и адсорбирующей поверхности. Показано влияние состава нефти и температуры на количество, состав и реологические свойства нефтяных осадков.

Методами хромато-масс-спектрометрии и микроколоночной высокоэффективной жидкостной хроматографии исследованы сложные биологические системы. Возможности применения этих методов показаны на примере биохимических исследований симбиотического сообщества эндемичной байкальской губки Lubomirskia baicalensis (Dybowsky, 1874) при ее содержании как в естественных, так и в искусственных условиях. Показано, что использование комплекса современных методов биохимического анализа позволяет эффективно, экспрессно, с высокой чувствительностью обнаруживать изменения биологически активных веществ в живых организмах.

Представлены оригинальные данные по содержанию жирорастворимых витаминов (A, D, E, F) в мышцах и печени большой голомянки Comephorus baicalensis (эндемика оз. Байкал), полученные с помощью метода микроколоночной обращенно-фазовой высокоэффективной жидкостной хроматографии.

На основании данных о компонентном составе исходного природного газа, внешнем давлении и температуре установлена структура гидратов природного газа основных газонефтяных месторождений Якутии. Определено, что общий объем газа в 1 л газового гидрата составляет от 160 до 250 л.

Panzerina lanata subsp. argyracea (Kuprian.) Krestovsk. – ценное лекарственное растение, произрастающее в Хакасии. Содержит комплекс биологически активных соединений, в том числе флавоноиды. Вследствие антропогенной нагрузки запасы сырья панцерины неуклонно сокращаются. Введение в культуру решает проблему ee сохранения. Выявлена дикорастущая ценопопуляция с наибольшим содержанием флавоноидов в надземной части, представляющая интерес как исходный материал для интродукции. Исследовано содержание флавоноидов в отдельных органах растений Panzerina lanata subsp. argyracea, произрастающей в различных ценопопуляциях Хакасии и в условиях интродукции. Определена динамика накопления флавоноидов интродуцированной панцерины серебристой в разные фазы вегетации. Установлено, что растения в культуре характеризуются высоким уровнем изменчивости по содержанию флавоноидов.

Разработан экологически безопасный способ получения микрокристаллической целлюлозы (МКЦ). Подобраны условия, позволяющие получать качественную МКЦ с хорошим выходом. Полученная МКЦ не уступает по параметрам промышленным образцам. С помощью совместной механической активации полученной по новой технологии МКЦ и пироксикама приготовлены композиции, обладающие повышенной скоростью растворения лекарственного вещества. Показано, что между МКЦ и пироксикамом образуются “привитые комплексы” в результате взаимодействия компонентов с образованием водородных связей.

Исследованы возможность приготовления биметаллических катализаторов Fe–Ni, Fe–Co и Сo–Cu путем термолиза двойных комплексных солей (т. е. состоящих из комплексного катиона одного металла и комплексного аниона другого металла) и их каталитические свойства в синтезе Фишера – Тропша. Показано, что путем нанесения двойных комплексных солей состава [Ni(NH3)6]3[Fe(CN)6]2, [Co(NH3)6][Fe(CN)6] и [Co(NH3)6]2C2O4[Cu(C2O4)2]2 на гидроксид алюминия и последующего термолиза полученной композиции можно получать металлические частицы с размерами 15–40 нм, закрепленные на поверхности оксида алюминия. В случае двойных комплексов Ni–Fe и Co–Fe наблюдается образование биметаллических частиц с размерами 15–16 нм и структурами гцк и оцк соответственно. Разрушение комплексов протекает в несколько последовательных экзотермических стадий. Каталитические свойства биметаллических частиц Fe–Co c оцк структурой, полученных термолизом композиции [Co(NH3)6][Fe(CN)6] + Al(OH)3, существенно отличаются от описанных в литературе cвойств
Co–Fe-катализаторов пониженной активностью полученных частиц в отношении вторичных процессов гидрирования олефинов. Эта особенность проявляется в чрезвычайно высокой селективности процесса по отношению к олефинам и ее аномальной температурной зависимости. Повышение давления процесса до 10–20 атм приводит к значительному изменению каталитических свойств биметаллических Co–Fe-катализаторов, в том числе уменьшению селективности по отношению к олефинам и скорости вторичного процесса паровой конверсии СО. Зависимость характера протекания синтеза Фишера – Тропша от давления обусловлена изменением структуры каталитически активного компонента под воздействием реакционной среды.

Изучено непрямое электрохимическое окисление бензола интермедиатами, in situ генерированными из О2, Н2О и Н₂О₂ с использованием анодов из платины, диоксида свинца и ОРТА в водных растворах с различными рН. Реализованы схемы с in situ генерированным Н2O2 из О2 и с добавлением Н2O2 в электролит. Установлено, что гидроксилирование бензола до фенола с газодиффузионным катодом из технического углерода, in situ генерирующим Н₂О₂ из О2, малоэффективно из-за пассивации катода. Окисление бензола при добавлении в электролит Н₂О₂ протекало с минерализацией до СО2 и Н2O, степень окисления составила от 94.8 % (Pb/PbO2, рН 2) до 63.5 % (Pt-анод, рН 2.8, СFe2+ = 7.1 Ч 10–6 мг /л). Эффективность окисления снижается вследствие образования трудноокисляемых карбоксилатных комплексов железа.

Изучены термические превращения сапромиксита Барзасского месторождения в инертной среде, среде водорода и синтез-газа в проточном реакторе при атмосферном давлении и в автоклаве под давлением до 7 МПа. Более высокая по сравнению с сапромикситом степень конверсии бурого угля обусловлена низкой степенью метаморфизма бурого угля и высоким содержанием в нем высокореакционных кислородосодержащих фрагментов. Однако в температурном диапазоне 450–850 oС выход смол из сапромиксита в 3–4 раза выше по сравнению с выходом из бурого угля.
Установлено, что возрастание выхода смол при изменении условий термообработки обусловлено в основном снижением образования газов и воды. Выход полукокса существенно не изменяется. Предложена схема процесса, объясняющая наблюдаемые эффекты. Показано, что в отличие от термообработки в автоклаве при использовании проточного реактора и атмосферного давления состав газовой среды существенно не влияет на степень конверсии топлива. В то же время при температуре полукоксования 650 oС выход жидких продуктов в токе водорода и синтез-газа не менее чем в 1.5 раза выше по сравнению с выходом при полукоксовании в инертной среде. Предложен способ полукоксования сапромиксита, обеспечивающий повышенный по сравнению с традиционным процессом выход жидких продуктов за счет использования в качестве газа-теплоносителя продуктов газификации твердого остатка процесса.

Представлены результаты масс-спектрометрического определения полного группового состава
и молекулярно-массового распределения углеводородов 30 различных структурных типов в нижнемеловых нефтях Восточно-Гобийской и Тамсагской нефтеносных провинций Монголии. Определены углеводородные типы нефтей по трем существующим способам классификации, установлены причины различий в типах нефтей, определяемых этими способами.

Показана роль гидродинамической кавитации для инициирования и поддержания радикально-цепных реакций окисления органических субстратов, в частности 4-нитрофенола (4-NP), реагентом Фентона (Н₂О₂ + Fe²⁺). Ионы Fe²⁺ поставлялись в раствор путем растворения в кавитационном реакторе колотой стальной дроби или стальной стружки. При начальных концентрациях 4-NP 6.7*10^–5 моль/л, H2O2 – 4.02*^10–4 моль/л и pH 3.4 степень конверсии фенола достигает 98 %. Приведены схема установки для очистки сточных вод производительностью 0.5 м³/ч и описание устройства для генерирования кавитации.

На примере минералов группы силлиманита термодинамическими расчетами и экспериментально показана возможность возгонки в газовую фазу кремния и алюминия – основных компонентов огнеупорных алюмосиликатов. Предложенный метод основан на попеременном воздействии на алюмосиликаты хлора в присутствии углеродсодержащего восстановителя и восстановителя – субхлорида алюминия, – в результате которого образуются низкокипящие соли алюминия и кремния. Показано, что по прямым затратам электроэнергии на возврат субхлорида алюминия в цикл этот метод рентабелен только в случае совместного производства алюминия и кремния из минералов группы силлиманита.

Исследовано содержание токсичных тяжелых металлов (Ni, Cr, Cd, Co, Pb) в системе порода – почва – растение в лесостепи Забайкалья. Установлено, что оно не превышает кларковых значений и ПДК почв и растений.