Preview

Тонкие химические технологии

Расширенный поиск
Том 13, № 4 (2018)
Скачать выпуск PDF
https://doi.org/10.32362/2410-6593-2018-13-4

АНАЛИТИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ В ХИМИИ И ХИМИЧЕСКОЙ ТЕХНОЛОГИИ

5-16 34
Аннотация
Настоящая работа посвящена изучению простого ионного переноса перренат-иона через поляризуемую микрограницу раздела фаз двух несмешивающихся растворов электролитов (микро-ГРДНРЭ) и применению данного явления для аналитического определения рения. Для создания системы с микро-ГРДНРЭ изготовлена микроперфорированная полимерная мембрана из полиэтилентерефталата , в которой с помощью фемтосекундного лазера проделанмассив из 196 микроотверстий диаметром 10±0.1 мкм. С использованием данной системы методом циклической вольтамперометрии (ЦВА) впервые исследованы первичные характеристики переноса перренат-иона на микрогранице раздела фаз вода/2-нитрофенилоктиловый эфир и определены термодинамические параметры переноса, такие, как формальный потенциал ионного переноса, энергия Гиббса и межфазный коэффициент распределения. Для повышения чувствительности обнаружения перренат-иона применяли также технику инверсионной вольтамперометрии (ИВА). При оптимизированных условиях электрохимического концентрирования и обнаружения достигнут предел обнаружения перренат-иона, равный 0.3 мкМ, с широким линейным динамическим диапазоном от 1.0 до 100 мкМ. Изучено влияние х мешающих ионов на электрохимический отклик перренат-иона, и достигнута отличная селективность по отношению к анионам SCN-, I-, NO3-, NO2-, CO32-, SO42-, MoO42-, WO42- и CH3CO-. Это позволило провести количественное определение рения в некоторых образцах минерального сырья и сравнить полученные данные с результатами, полученными методом атомно-эмиссионной спектроскопии с индуктивно связанной плазмой.

ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ХИМИЧЕСКОЙ ТЕХНОЛОГИИ

17-25 39
Аннотация
В статье рассмотрено применение метода конечных элементов (МКЭ) для решения трех задач, имеющих важное значение при моделировании химико-технологических процессов. Первая задача связана с обтеканием двумерным потоком идеальной жидкости цилиндрического тела, целью ее является расчет распределения скорости указанного потока. Результаты аналитического решения данной задачи сравниваются с результатами численного решения, полученного с использованием МКЭ. Показано, что результаты обоих решений хорошо согласуются между собой. Вторая задача - расчет профиля температуры в двумерном теле с заданными граничными условиями. Для решения этой задачи использовано двумерное уравнение Лапласа и метод разделения переменных. Полученное аналитическое решение также сравнивается с численным решением, найденным посредством МКЭ. Как и в предыдущем случае, отмечено хорошее согласование полученных результатов. Наконец, третьей задачей является описание распределения температуры в двумерном теле с внутренней теплоотдачей. Для моделирования применено двумерное уравнение Пуассона. Однако задача в данном случае не имеет аналитического решения. Анализ численного решения на основе МКЭ указывает на его корректность.
26-38 33
Аннотация
Полихлоропрен имеет широкое применение в качестве каучука специального назначения в таких отраслях, как автомобилестроение, строительство, текстильная промышленность. Хлоропреновый каучук занимает значительную долю на рынке эластомеров благодаря своим свойствам. В последние годы ожидается постепенный рост спроса на хлоропреновые каучуки. Наиболее ярко эта тенденция просматривается в регионах с развитой автомобильной промышленностью. Мировые лидеры в производстве хлоропреновых каучуков и латексов демонстрируют свою заинтересованность в увеличении производственных мощностей. В России хлоропреновый каучук не производится, спрос полностью удовлетворяется за счет импорта. В данной работе рассмотрены и проанализированы существующие в мировой практике основные промышленные способы получения хлоропрена-мономера, базирующиеся на различном исходном сырье: ацетилене и бутадиене-1,3. Приведены достоинства и недостатки каждого из указанных способов получения хлоропрена-мономера. Предложены технические решения по усовершенствованию технологии получения хлоропрена-мономера для стадий хлорирования бутадиена-1,3 и дегидрохлорирования 3,4-дихлорбутена-1 в колонном аппарате. Описан усовершенствованный процесс получения хлоропренового каучука из бутадиена-1,3. Разработка современной технологии производства хлоропренового каучука на базе отечественного сырья позволит получать целевой продукт высокого качества, что приведет к исключению его импорта.

ХИМИЯ И ТЕХНОЛОГИЯ ОРГАНИЧЕСКИХ ВЕЩЕСТВ

39-49 46
Аннотация
В обзоре обобщены результаты исследований по изучению химических превращений органических и кремнийорганических изоцианатов при их взаимодействии с производными гидразина. Показано, что с органическими изоцианатами гидразин и его производные, в том числе и кремнийорганические, достаточно легко образуют соответствующие семикарбазиды. Приведены условия проведения реакций, оказывающие влияние на состав, строение и выход образующихся целевых продуктов. Показано существенное отличие взаимодействия триметилсилилизоцианата с органическими и кремнийорганическими производными гидразина. Показано, что причиной невозможности выделения триметилсилильных производных семикарбазида является их низкая гидролитическая стабильность, а также высокая силилирующая способность. Обсуждены особенности реакций взаимодействия триметилсилилизоцианата и диметилхлорметилизоцианатосилана с 1,1-диметилгидразином, его триметилсилилным аналогом и изониазидом. Приведены возможные варианты схем образования ранее неизвестного О-триметилсилил-1,1-диметилгидразинкарбоксимидоата. Показаны результаты использования в данных процессах карбофункциональных кремнийорганических изоцианатов. Представлены основные направления практического использования получаемых соединений - в качестве физиологически активных препаратов, в полимерной химии и в сельском хозяйстве.
50-57 27
Аннотация
Изучено жидкофазное окисление циклогексана в циклогексанол и циклогексанон в отсутствие растворителей, под давлением воздуха 0.5-5 МПа, в интервале температур 115-150 °С, катализируемое N-гидроксифталимидом (N-ГФИ). Впервые установлено, что использование в качестве катализатора N-ГФИ вместо традиционно используемых солей металлов переменной валентности позволяет в 2-3 раза повысить конверсию исходного углеводорода, а селективность - с 70-75 до 90%. Совместное применение N-ГФИ с ацетатом кобальта(II) приводит к дополнительному повышению конверсии циклогексана на 30-40%, селективности образования циклогексанола и циклогексанона - до 94-97%, что, по-видимому, связано с синергетическим эффектом между двумя компонентами катализатора. Обсужден механизм каталитического окисления циклогексана до циклогексанола и циклогексанона. Высказано предположение, что N-ГФИ в процессе окисления циклогексана выполняет двоякую роль - катализирует превращение циклогексана в циклогексанол и циклогексанон и, с другой стороны, способствует превращению циклогексанола в циклогексанон, тем самым существенно снижая образование адипиновой кислоты и ее эфиров - побочных продуктов реакции и повышает селективность окисления. Это также объясняет необычно высокое (1.3-1.5 : 1) соотношение кетон : спирт в продуктах окисления циклогексана в присутствии N-ГФИ. Высокая селективность образования целевых продуктов, конверсия циклогексана, умеренная температура, доступный катализатор дают основание считать, что данный метод окисления циклогексана в циклогексанол и циклогексанон может представлять интерес для дальнейшего практического использования.

ХИМИЯ И ТЕХНОЛОГИЯ НЕОРГАНИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ

58-66 23
Аннотация
В работе исследовано влияние технологических параметров лазерной наплавки на толщину твердосплавных композитных покрытий со схожей по составу и свойствам матрицей NiCrBSiС и разным типам упрочняющих включений (сферические карбиды вольфрама WC и карбиды вольфрама из отходов твердосплавного производства). Особое внимание обращено на физико-механические и служебные свойства композитов, в частности, твердость и стойкость к абразивному износу. Установлено, что толщина твердосплавных композитных покрытий возрастает с увеличением мощности лазера и расхода транспортирующего газа, а также с уменьшением скорости и шага наплавки. Выявлено, что при добавлении 50% масс. WC-матрица имеет меньшие значения твердости: 540-560 HV, что позволяет получать структуру твердосплавных композитных покрытий без трещин, тогда как при добавлении 80% масс. WC твердость матрицы твердосплавных композитных покрытий повышается до 670 HV и структура покрытий без трещин не обеспечивается. Износостойкость композитов NiCrBSiС-WC, как и склонность к трещинообразованию, увеличивается с ростом процентного содержания карбида вольфрама. Отмечено, что износостойкость покрытия, полученного из порошка Техникорд 655-СЛ с упрочнением карбидом вольфрама из отходов твердосплавного производства, сопоставима с таковой для покрытий с добавлением сферического карбида вольфрама Tekmat WC-125. Покрытия из композитов NiCrBSiС-WC, полученные методом лазерной наплавки, позволяют повысить ресурс оборудования телеметрических систем. Удается предотвратить истирание и обеспечить срок службы контактных площадок резистивиметра до 500 ч.

СИНТЕЗ И ПЕРЕРАБОТКА ПОЛИМЕРОВ И КОМПОЗИТОВ НА ИХ ОСНОВЕ

67-73 29
Аннотация
Синтетические поверхностно-активные вещества широко используются в самых различных отраслях - от медицины до сельского хозяйства, причем повышенный интерес представляют биодеструктируемые ПАВ. Перспективными соединениями для синтеза таких ПАВ являются полиэтиленоксид и сложные полиэфиры α-гидроксикислот: полилактид, полигликолид, поли(ε-капролактон), полигидроксибутират, а также их сополимеры. Поскольку продуктами деструкции таких полимерных ПАВ являются естественные метаболиты, их применение в медицине и биотехнологии довольно перспективно. В ряде работ показаны преимущества полимерных сверхразветвленных ПАВ по сравнению с линейными ПАВ, однако систематические исследования взаимосвязи структуры амфифильных сверхразветвленных ПАВ с их поверхностной активностью отсутствуют. Сверхразветвленные биоразлагаемые полиэфирполиолы на основе 2,2-бис(метилол)пропионовой кислоты широко используются в качестве модификаторов полимерных материалов (например, при производстве лакокрасочных материалов), добавок к полимерам для улучшения экструзии, а также в качестве наноконтейнеров для адресной доставки лекарственных соединений. В настоящей работе изучены коллоидно-химические свойства полиэфирполиола 2,2-бис(метилол)пропионовой кислоты четвертой псевдогенерации (торговое имя Boltorn H40) и показано, что данное соединение обладает поверхностно-активными свойствами и снижает межфазное натяжение на границе углеводородный раствор ПАВ/вода до низких значений.

МАТЕМАТИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ И ИНФОРМАЦИОННЫЕ СИСТЕМЫ В ХИМИЧЕСКОЙ ТЕХНОЛОГИИ

74-80 26
Аннотация
Информационно-аналитическая система радиационного контроля разработана на основе существующих методик и аппаратно-программных средств измерений с целью систематизации, хранения и обработки результатов анализа проб образцов исследуемых сред, разнообразных по составу и происхождению. При исследовании большого потока проб экологического мониторинга различных территорий и технологических проб производственных и научных подразделений, наиболее сложной остается задача обеспечения требуемой точности расчета активностей и погрешностей в минимально детектируемой области. Аппаратное обеспечение информационной системы включает совокупность приборов, предназначенных для измерения активности образцов, и локальную вычислительную сеть. Серверная часть программного комплекса включает клиент-серверную систему управления базами данных и веб-приложение по администрированию базы данных. Клиентская часть программного комплекса, помимо стандартных программ, входящих в комплект поставки радиометрического оборудования, включает программу «ОДРА» (Обработка Данных Радиационного Анализа), разработанную на объектно-ориентированном языке C# в среде разработки Microsoft Visual Studio. В программу «ОДРА» включены модули для расчета удельной (объемной) активностей радионуклидов в материалах и объектах окружающей среды для низкоактивных образцов, а также для расчета относительной и абсолютной погрешности определения активности. Программа обладает удобным графическим интерфейсом для работы с базой данных. Информационная система испытательной лаборатории радиационного контроля предприятия, проводящего работы с радиоактивными материалами, прошла четырехлетнюю апробацию в режиме опытно-промышленной эксплуатации в АО «ВНИИХТ» в 2014-2017 гг. и позволяет значительно сократить время обработки результатов определения радиоактивности технологических и экологических проб и снизить фактор ошибки оператора.


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 2410-6593 (Print)
ISSN 2686-7575 (Online)