Главная – Журналы – Химия в интересах устойчивого развития 2012 номер 4

Представлен краткий обзор способов получения синтетических и композиционных полимерных материалов, которые разлагаются под воздействием факторов окружающей среды. Показано преимущество этих материалов по сравнению с "классическими" крупнотоннажными полимерами на нефтяной основе. Указаны основные пути и методы придания полимерным материалом биодеградирующих свойств.

Рассмотрены различные модели упорядочения дефектов в сильно нестехиометрических перовскитоподобных оксидах на базе ферритов/кобальтитов стронция: Sr(Co_0.8Fe_0.2)O_{3 - δ}, (Sr_0.7La_0.3)(Co_0.5Al_0.3Fe_0.2)O_{3 - δ}, (Sr_0.7Сa_0.3)(Co_0.5Al_0.3Fe_0.2)O_{3 - δ}, Sr(Co_0.75Nb_0.05Fe_0.2)O_{3 - δ}, Sr(Co_0.7Nb_0.1Fe_0.2)O_{3 - δ} и Sr(Fe_0.95Mo_0.05)O_{3 - δ} (2.5 < (3 - δ) < 2.7). На дифракционных картинах ряда образцов с различным катионным составом и степенью нестехиометрии наблюдаются интенсивные рефлексы, характерные для структурного типа перовскита со слабыми более широкими сверхструктурными пиками. Методами компьютерного моделирования рассеяния рентгеновских лучей на кристаллах с различными дефектами показано, что такая дифракционная картина может соответствовать трем моделям упорядочения кислородных вакансий - образованию гомогенной структуры с упорядоченным состоянием кислородных вакансий (элементов структуры низкосимметричной фазы) и образованию наногетерогенных систем (браунмиллерит ABO_2.5 + перовскит ABO₃) двух типов. В первом случае компоненты системы имеют пластинчатую форму и чередуются в одном направлении (одномерный беспорядок). Во втором случае речь идет о структуре браунмиллеритных доменов, повернутых друг относительно друга на 90°, с различными способами распределения перовскитной компоненты - на интерфейсах или в виде отдельных доменов. С помощью двумерной дифракции рентгеновских лучей показано, что такая текстура наблюдается не только на наноуровне, но и для образцов с микродоменами.

Приведены результаты исследования аэрозолей в районе г. Северска (Томская обл.), выполненные в 2010 г. с использованием масс-спектрометрического и атомно-эмиссионного методов с индуктивно связанной плазмой. С помощью ГИС-методов выделены геохимические индикаторы техногенных аэрозолей Сибирского химического комбината, определены их основные ореолы распространения. Приведен сравнительный анализ полученных результатов с опубликованными ранее данными.

Исследовано валовое содержание тяжелых металлов в почвах в районе хранилища отходов пирометаллургического производства (Беловский цинковый завод). Установлено, что высокий уровень цинково-медного загрязнения сохраняется и после прекращения деятельности завода. Максимальное загрязнение зафиксировано в непосредственной близости от насыпи клинкеров и в 60 раз превышает фоновые значения по цинку; на расстоянии 300 м загрязнение снижается (17-кратное превышение фона), но прослеживается даже в 5 км от Беловского цинкового завода (5-кратный уровень). Определена доля подвижных форм ряда элементов, выделенная на основании ступенчатого выщелачивания. Для наиболее загрязненной почвы (рН водной вытяжки 5.58) доля подвижных форм цинка превышает ПДК в 66 раз, меди- почти в два раза, марганца - меньше нормируемой величины; подвижные формы никеля не обнаружены. Полученный ряд отражает геоэкологическое состояние почв в районе хранилища отходов Беловского цинкового завода.

Методами термогравиметрии, рентгенографии, йодометрии и рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии исследовано физико-химическое состояние порошка YBa₂Cu₃O_{6 + δ}, подвергнутого механохимической обработке. Показано, что указанная обработка приводит к расширению диапазона изменения кислородного параметра δ и увеличению химической активности купрата иттрия/бария сверх того предела, который можно увязать с фактором уменьшения размера частиц. Обнаруженные особенности обусловлены повышенной неравновесностью активированного YBa₂Cu₃O_{6 + δ}, в том числе нехарактерным сочетанием степеней окисления взаимодействующих между собой ионов меди и кислорода (Cu³⁺, O^-).

Изучены кинетические особенности и механизм растворения серебра при выщелачивании золото-серебряного сплава азотнокислыми растворами в присутствии нитрата аммония под давлением газовой фазы продуктов реакции методом вращающегося диска. Выявлены параметры протекания процесса во внешнедиффузионной, кинетической и переходных областях. Определены факторы, лимитирующие скорость процесса растворения металлического серебра.

Представлен новый подход к решению проблемы комплексной переработки низкосортного марганецсодержащего сырья, основанный на глубоком восстановительном плавлении с разделением металлической и силикатной частей расплава и аморфизации последней за счет охлаждения в режиме термоудара. В результате данных процессов образуется рентгеноаморфный пеносиликат с широкими возможностями использования и выделяется ферросиликомарганец.

Исследовано влияние нанобиокомпозита, полученного методом твердофазного механохимического синтеза из неплодовых частей облепихи (серотонинсодержащий порошок на основе облепихи, ССПО), на иммунофизиологический статус джунгарских хомячков во время осеннего сокращения фотопериода. Показано, что добавка к пище ССПО в составе творога не влияет на количество потребляемого животными творога; не отменяет основные морфологические изменения, развивающиеся у животных при сокращении светового дня; не влияет на степень линьки животного. В то же время добавка ССПО способствует достоверному снижению массы тела, росту спонтанной активности животных в первые четыре недели эксперимента, сохранению "летнего типа" терморегуляции (большие затраты энергии на компенсацию воздействия холодом и преобладание химического термогенеза) и повышению гуморального иммунного ответа на введение эритроцитов барана.

Изучено влияние ингибирующей присадки на кинетику осадкообразования высокопарафинистой нефти. Показано, что максимальная скорость осадкообразования приходится на первые минуты процесса. Ингибирующая присадка способствует значительному снижению скорости осадкообразования в нефти за счет удерживания в объеме твердых парафиновых углеводородов. Исследовано влияние ингибирующей присадки на групповой состав осадков и состав парафиновых углеводородов.

Разработана новая технология кондиционирования холодных маломинерализованных подземных вод, характерных для севера Тюменской области России. Технология предусматривает использование трех химических реагентов - пероксида водорода, перманганата калия и гидроксида натрия, обеспечивает очистку воды от железа, марганца, сероводорода и кремния до нормативов питьевого водоснабжения, а также стабилизационную обработку воды. Приведены обоснование выбора типа реагента стабилизационной обработки и результаты испытаний технологии.

Исследован процесс каталитического окисления кислородом древесины осины и ферментативного лигнина - отхода переработки древесины осины в биобутанол - в статическом реакторе с использованием вращающейся магнитной мешалки в щелочной среде. Изучено влияние температуры и режима подачи щелочи в реактор на выход сиреневого альдегида и ванилина. Установлено, что ферментативный лигнин близок к нативному лигнину и более эффективен по сравнению с лигносульфонатами для использования в качестве сырья для получения ванилина и сиреневого альдегида. Экспериментально реализовано разделение стадий окисления лигнина кислородом, с одной стороны, и ретроальдольного расщепления продуктов окисления в ванилин и сиреневый альдегид - с другой.

Механохимическим методом в течение 30 мин в планетарной мельнице синтезированы образцы гидрок-силапатита (ГАП), модифицированного ионами силиката в количестве 0.1, 0.2, 0.4 и 0.8 молярных долей иона в ГАП при заданном молярном соотношении Са/(Р + Si) = 1.67. В результате активации в воздушной среде образуется гидроксилапатит со средним размером кристаллитов ~20 нм. В механохимически синтезированных образцах содержится ион карбоната, замещающий фосфатный ион с образованием карбонатгидроксилапатита В-типа, количество которого уменьшается при увеличении количества вводимого силиката. Модификация гидроксилапатита ионами силиката представляет собой конкурирующую реакцию замещению фосфата карбонатом. В зависимости от соотношения количества силиката и карбоната в структуре гидроксилапатита изменяется механизм замещения. В случае преобладания карбонатного иона в апатите состав соответствует общей формуле Сa_{10 - (x - y)/2}(PO₄)_{6 - (y + x)}(SiO₄)_y(CO₃)_x(OH)₂ (х > у). При равном количестве заместителей (х = у) силикатзамещенный гидроксилапатит имеет стехиометрический состав с общей формулой Ca₁₀(PO₄)_{6 - (y + x)}(SiO₄)_у(CO₃)_х(OH)₂. В случае преобладания силикатного иона (х < у) компенсация заряда происходит за счет образования вакансий в положении групп (ОН)^-: Ca₁₀(PO₄)_{6 - (y + x)}(SiO₄)_у(CO₃)_х(OH)_{2 - у}€. После отжига образцов силикатная группа занимает позиции фосфатного иона в структуре гидроксилапатита с образованием вакансий в положении группы (ОН)^-, состав описывается общей формулой Са₁₀(PO₄)_{6 - x}(SiO₄)_x(OH)_{2 - x}€_х.

Исследовано влияние условий на направление алкилирования орто-крезола камфеном в присутствии сульфатированного оксида циркония. Получены продукты О- и С-алкилирования с различным строением терпенового заместителя. Показано, что в присутствии сульфатированного оксида циркония происходит образование 4-изоборнилфенола, 4-изокамфилфенола и пара-алкилированного фенола с 1,4,7-расположением метильных групп в терпеновом фрагменте. Катализ сульфатированным оксидом циркония позволяет получить пара-алкилированный 2-метилфенол с изоборнильной структурой терпенового заместителя с выходом 58 %.

Исследовано влияние молекулярной структуры углеводородов и их галогенпроизводных на острую токсичность с использованием 2D-симплексного представления молекулярной структуры и метода частичных наименьших квадратов (Partial Least Squares). Получены адекватные модели QSAR, на основании которых выявлены структурные фрагменты, повышающие токсичность. С помощью моделей QSAR оценено относительное влияние некоторых физико-химических факторов на изменение острой токсичности.