Главная – Журналы – Химия в интересах устойчивого развития 2019 номер 5

Показана возможность получения полидисперсного пористого материала из луба коры березы с последующим разделением на энтеросорбент и пористую подложку. Разработана технологическая схема переработки луба коры березы, которая позволяет получать полидисперсный пористый материал с выходом 43.5 %. Фракцию размером менее 0.25 мм предложено использовать в качестве энтеросорбента, а фракцию 0.25-1.0 мм - в качестве пористой подложки для получения биокомпозитных удобрений. Установлено, что энтеросорбент из березового луба по своим свойствам не уступает промышленному энтеросорбенту “Полифепан” из гидролизного лигнина. Показано, что на основе пористой подложки можно получить комплексное биокомпозитное удобрение, обладающее ростостимулирующим действием и повышенной устойчивостью к вымыванию водой активных компонентов. Медленное вымывание макро- и микроэлементов из удобрения обусловливает эффект его пролонгированного действия. Полученное удобрение по устойчивости к вымыванию соединений фосфора и калия превосходит промышленное гранулированное удобрение марки “Кемира Универсал-2”. С учетом размера частиц, содержания лигнина и способности к набуханию пористую подложку целесообразно также применять в качестве структурирующей добавки в почву. Для получения пористых материалов различного назначения из луба коры березы предложена укрупненная установка, позволяющая перерабатывать в одном технологическом цикле до 12 кг сырья.

Представлены результаты полевых исследований состава снегового покрова в районе отвалов и автотрассы Горловского угольного месторождения. Преобладающим элементом в техногенной пыли является углерод. Концентрации практически всех элементов в растворенной и взвешенных частях снегового покрова превышают фоновые значения. Миграционные способности элементов в пробах, отобранных вблизи отвала и автотрассы, схожи. Однако коэффициенты распределения элементов в пробах снега из района автомобильной дороги ниже, что свидетельствует об их переносе в более подвижных формах. Влияние Горловского угольного месторождения на приземный слой атмосферы распространяется более чем на 1000 м. При этом дорога, по которой транспортируется добываемый уголь, оказывает большее влияние на состояние атмосферы, чем отвал для складирования вскрышных и вмещающих пород. Показан экранирующий эффект лесных насаждений, расположенных вдоль автомобильной дороги.

Ограниченный срок службы эндопротеза при отсутствии других осложнений объясняется асептической нестабильностью имплантата, возникающей и развивающейся в результате недостаточной остеоинтеграции. Выполнена обработка поверхности имплантатов из сплава ВТ-6 с формированием кальций-фосфатных покрытий, в том числе содержащих германий (0.4 и 2.5 мас. %), с целью проведения сравнительного анализа отклика организма. Поверхность полученных покрытий исследована методом растровой электронной микроскопии. Установлено, что введение германия оказывает существенное влияние на морфологию поверхности покрытий. С помощью световой микроскопии гистологических срезов показано, что процессы остеоинтеграции наиболее интенсивно протекают в группе имплантатов, содержащих в составе кальций-фосфатного покрытия 2.5 мас. % германия.

Одним из основных требований, предъявляемых к танталовым оксидно-полупроводниковым конденсаторам, является снижение эквивалентного последовательного сопротивления (ЭПС), величина которого напрямую связана с электропроводностью полупроводникового слоя из диоксида марганца, сформированного на поверхности танталового электрода. Анализ современного состояния производства электролитических конденсаторов в России показал, что в отрасли наблюдается устойчивая тенденция к увеличению частот переключения с 10 до 100 кГц и выше, в связи с чем необходимо снижать ЭПС готового конденсатора. В то же время выпускаемая продукция не обладает требуемыми характеристиками для работы при повышенных частотах. Существующие технологические решения не обеспечивают производство высококачественных конденсаторов, поскольку многостадийны, энергоемки и требуют непрерывного совершенствования. Настоящая работа посвящена поиску путей улучшения электрических характеристик катодного покрытия из диоксида марганца на танталовых оксидно-полупроводниковых конденсаторах. Проведен теоретический анализ литературных источников с целью определения вероятных причин повышенного ЭПС конденсатора. Методами рентгенофазового и фотомикроскопического анализа исследованы свойства танталовых оксидно-полупроводниковых конденсаторов заводского изготовления, определены их электрические параметры. Показано, что повышение ЭПС конденсаторов обусловлено наличием в составе катодного покрытия на основе диоксида марганца примеси высокорезистивного оксида марганца (III). Установлено, что оксид марганца (III) загрязняет пропиточный раствор нитрата марганца, из которого методом термического разложения получают катодное покрытие на танталовых объемно-пористых анодах. Для снижения ЭПС готового конденсатора разработана методика удаления оксида марганца (III) из полупроводникового покрытия путем очистки прекурсора (нитрата марганца) и модифицирования поверхности катодного покрытия реагентами-окислителями. Предложенная методика может быть рекомендована для практической реализации в производстве танталовых оксидно-полупроводниковых конденсаторов, что позволит улучшить электрические характеристики путем снижения ЭПС готовых изделий.

Исследованы изменения состава остаточных фракций и структуры молекул асфальтенов в процессе первичной переработки тяжелой нефти. Установлено, что процесс атмосферно-вакуумной перегонки тяжелой нефти сопровождается образованием дополнительных количеств (более 20 мас. % ) смолисто-асфальтеновых веществ. Инициирование термических превращений нефтяных компонентов происходит в кубовом остатке на стадии получения мазута за счет деструкции преимущественно серосодержащих фрагментов асфальтеновых молекул. Показано, что при отборе фракции н.к.-350 °С происходит деструкция и отщепление насыщенных фрагментов асфальтенов со снижением содержания в них нафтенового и парафинового углерода на 5.5 и 1.7 % соответственно. Реакции рекомбинации между образующимися макрорадикалами асфальтеновых молекул способствуют увеличению их фактора ароматичности на 7.2 % и средней молекулярной массы (СММ) на 190 а.е.м. Отбор фракции 350-450 °С приводит к снижению СММ асфальтенов на 425 а.е.м. с незначительным перераспределением углерода по различным структурным фрагментам.

Процессы, происходящие в отвалах сульфидсодержащих пород, давно привлекают внимание исследователей. Экологические риски, связанные с деятельностью объектов горнорудной промышленности в условиях меняющегося климата, можно оценить с помощью моделирования. С использованием программного комплекса “Селектор” выполнено термодинамическое моделирование взаимодействий в системе “вода - порода”, где порода - усредненный минеральный состав пород отвала Аллареченского месторождения медно-никелевых руд. Определены условия выноса различных компонентов в ходе выветривания пород отвала и оценено влияние климатических факторов на процесс формирования новообразованных фаз. Показано, что резкие перепады температур способствуют выветриванию пород. В холодное время в растворы будут переходить медь, никель, калий и алюминий, в теплое время - формироваться гиббсит и алюмосиликаты. Сопоставление результатов моделирования и полевых исследований указало на адекватность модели и высокую степень взаимодействия пород и атмосферных осадков в отвалах. Испарение способствует образованию более кислых растворов, выносу в раствор никеля, меди, железа и сульфатов. Установлено, что разрушение минеральной матрицы отходов в результате формирования высокоминерализованных растворов внутри тела отвала и на его поверхности происходит практически круглый год в условиях регионального климата. Атмосферные осадки, профильтрованные через обломки породы с высокими содержаниями сульфидов, влияют на гидросферу, увеличивая концентрации всех главных ионов (Cl^-, SO₄^2-, HCO₃^-, Na⁺, K⁺, Ca²⁺, Mg²⁺) в несколько раз по сравнению с чистыми природными водами.

Исследовано влияние ионизирующего излучения на образцы каменного угля. Установлено, что радиационная обработка угля приводит к росту окисленной и асфальтеновой фракции в экстрактах. Показано влияние ионизирующего излучения на процессы дальнейшей термической деструкции угля. При коксовании обработанных и экстрагированных образцов угля происходит повышение выхода коксовых остатков с макропористой структурой.

Выполнен обзор и анализ современных данных по содержанию фенольных соединений в растениях рода Salix L. Представлены работы, направленные на поиск хемотаксономических маркеров и их применение в систематике. Показано, что качественный состав фенольных соединений - неизменный, устойчивый признак для таксонов рода Salix . Фенольные гликозиды могут использоваться для идентификации морфологически сходных видов и гибридных форм. Особое внимание уделено отдельным видам, которым посвящены циклы исследований в разных странах: S . babylonica L., S . alba L., S . raddeana Laksch. еx Nasarow, S . caprea L. и S . acutifolia Willd.

Изучено влияние ионизирующего излучения на физико-химические характеристики поли-N-метилаллил-5-винилтетразола (МПВТ-А), а также реокинетические свойства энергоемких композиций, приготовленных из облученных образцов МПВТ-А. Установлено, что использование ионизирующего излучения позволяет существенно сократить время индукции отверждения композиций на основе МПВТ-А.

В обзоре приведены литературные данные исследований в области гомо- и сополимеризации норборнена и его производных. Эти мономеры благодаря специфической структуре обеспечивают возможность синтеза полимеров и сополимеров различной функциональности, отличающихся строением и физико-механическими свойствами конечных продуктов. Полимеры, синтезируемые на основе норборнена, в зависимости от условий полимеризации характеризуются высокой оптической прозрачностью, твердостью, термической и химической стабильностью, механической прочностью. Сополимеры норборнена с олефинами и акриловыми мономерами сочетают свойства, присущие норборненам, с такими свойствами полиолефинов или полиакрилатов, как высокая адгезия, эластичность, гибкость макромолекулы, что способствует расширению областей их применения. Таким образом, доступность сырьевой базы норборнена и его производных и уникальные эксплуатационные свойства полимеров и сополимеров на их основе вызывают интерес к исследованиям в области синтеза новых норборненовых мономеров, а также синтеза полимеров и сополимеров на их основе, нашедших применение в различных областях промышленности. Представленные сведения свидетельствуют о перспективности исследований в области синтеза высокомолекулярных соединений с ценными эксплуатационными свойствами на основе норборненовых углеводородов.

Регулирование транспортных характеристик нефтей зачастую осуществляется с использованием депрессорных и ингибирующих присадок. Характерной особенностью новых разработок в области присадок к нефти является композиционный характер их состава (два или более компонентов активного вещества), что обусловливает многофункциональность их действия. Приведены результаты исследования влияния комплексной присадки на основе полиалкилакрилата (ПАА) и модифицированных путем нитрования нефтеполимерных смол (N-НПС) на температуру застывания и вязкость парафинистых и высокопарафинистых нефтей Западной Сибири, а также на количество и состав образующихся в нефтях асфальтосмолопарафиновых отложений (АСПО). Установлено, что по сравнению с присадкой на основе ПАА в присутствии комплексной присадки наблюдается уменьшение количества АСПО (в среднем на 10 %), двукратное увеличение депрессии температуры застывания нефти и снижение ее динамической вязкости. Выявлено, что эффективность действия комплексной присадки зависит от способа получения N-НПС. Лучшие результаты по всем показателям демонстрируют присадки, для которых N-НПС синтезированы методами ионной и инициированной полимеризаций. При оценке поверхностной активности смолисто-асфальтеновых компонентов нефти и компонентов разработанных композиций показано, что среди исследованных образцов N-НПС характеризуются наиболее низкими значениями поверхностного натяжения. Смолы исследуемых сортов нефти по величине поверхностного натяжения различаются незначительно. Среди всех компонентов асфальтены характеризуются наиболее высоким значением поверхностного натяжения. Предложена новая комплексная присадка на основе ПАА и модифицированных НПС, которая может быть использована для снижения температуры застывания и вязкости парафинистых и высокопарафинистых нефтей, а также количества образующихся в них АСПО.

Методом рентгенофлуоресцентного анализа с синхротронным излучением впервые определено количественное содержание 22 химических элементов (As, Br, Co, Cr, Cu, Mn, Mo, Nb, Ni, Pb, Rb, Sc, Se, Sr, Ti, Zn, Zr, V, Y, Ca, Fe, K) в вегетативных органах лилейника гибридного Hemerocallis hybrida hort . Представлены сравнительные данные элементного состава листьев и корневищ растений сортов Speak to me и Regal Air , произрастающих в условиях лесостепной зоны Западной Сибири . Выявлена специфика содержания 19 микроэлементов и 3 макроэлементов в надземных и подземных органах. Концентрация всех элементов в листьях и корневищах растений Speak to me и Regal Air имела предельно допустимое значение. Более высоким (в 1.5-7 раз) содержанием молибдена, брома, хрома, рубидия, селена отличались листья Regal Air . Концентрация свинца, стронция, иттрия, циркония, ниобия была в 1.5-6 раз выше в листьях Speak to me. Определено, что наиболее богаты микроэлементами подземные органы. Показано, что суммарное содержание микроэлементов в 1.5-3 раза выше в органах сорта Regal Air. Отмечена сортоспецифичность количественного содержания химических элементов в вегетативных органах.

Рассмотрена необходимость внедрения принципов "зеленой" экономики в недропользовании как одной из важнейших отраслей хозяйства России, оказывающей наибольшее воздействие на качество природной среды. Приведены основные виды воздействия добычи и первичной переработки полезных ископаемых на состояние геологической среды, поверхностный рельеф и почвенный покров, а также формы влияния на здоровье человека при различных стадиях производственного процесса. Отмечается долговременность негативного воздействия последствий добычи полезных ископаемых при высокой стоимости рекультивационных и реабилитационных работ. Основные задачи по внедрению "зеленых" подходов в недропользовании включают: совершенствование нормативно-правовой базы недропользования в отношении экологических аспектов добычи и переработки сырья, формирование государственных органов управления геологической отраслью и инновационным развитием экономики страны, расширение сферы применения финансовых механизмов для технологического обновления производства, открытие для общественности всей экологически значимой информации компаний-недропользователей.