Серия: Технические науки» / 2024 год / Номер 1

Исследование посвящено разработке и оптимизации гибридного метода — мембранно-абсорбционного газоразделения в части создания модуля, который обеспечивает повышение эффективности концентрирования целевого компонента при переработке метансодержащих газовых смесей на стадии удаления кислых газов. Было проведено измерение газотранспортных характеристик половолоконных газоразделительных мембран из полисульфона. Измерение проницаемости для мембраны из полисульфона подтверждает перспективность её использования в процессе. Селективность мембраны по парам CO2/CH4 и H2S/CH4 составила 2,97 и 2,74 соответственно.

Рассматривается спектроскопический метод определения температуры электродуговой плазмы. Представлены результаты исследований, проведённых с использованием спектрального анализа эмиссионных линий меди. Указанный метод позволяет определять электронную составляющую температуры. Для электродуговой плазмы при выполнении принципа локального термодинамического равновесия она приблизительно равна средней температуре (энергии) всех типов частиц. Рассчитанная по методу Больцмана температура электродуговой воздушной плазмы равна 5100–5450 К.

Исследовалось влияние введения оксида графена на физико-механические свойства антифрикционного материала. В качестве исходных компонентов использовались: графит мелкозернистый, природный графит, каменноугольный пек и оксид графена. Методика получения образцов включала предварительное дробление сырья, приготовление шихты, горячее смешивание, приготовление пресс-порошка, прессование и обжиг. Проведено сравнение физико-механических характеристик экспериментальных образцов: кажущейся плотности, предела прочности при сжатии, объёмной усадки и изменения массы после обжига. Показано, что введение оксида графена способствует изменению структуры и свойств углеграфитового материала, в частности, существенно увеличиваются объёмные усадки и прочностные характеристики.

В системе SrO-Al2O3-SiO2 методом твердофазового синтеза синтезировано пять образцов. Степень взаимодействия исходных реагентов в процессе синтеза контролировалось с помощью рентгенофазового анализа на дифрактометре ДРОН-3М с использованием CuKα-излучения. Идентификация кристаллических фаз проводилась с помощью базы данных порошковой дифрактометрии PDF-2. В исследованных образцах были идентифицированы следующие кристаллические фазы: SrAl2Si2O8, Sr2Al2SiO7, SrAl2O4, Sr2SiO4, SrSiO3 и Sr6Al18Si2O37. Приведены результаты исследования физико-химических и механических свойств образцов, синтезированных в системе SrO-Al2O3-SiO2. Определены значения температурного коэффициента линейного расширения, плотности, температуры плавления, модуля Юнга. Значения полученных характеристик керамических образцов делают их перспективными для авиационно-космической техники и электроники.

Рассмотрен вопрос влияния содопирования ионами церия и гадолиния на структуру алюмоборосиликатного стекла. Обнаружено, что составы с большим содержанием Gd2O3 демонстрируют тенденцию к стеклообразованию, повышая степень полимеризации кремниевой сетки и в то же время сдвигая равновесие BØ30 ↔ BØ4– влево, что находит отражение в наибольшем снижении температурного коэффициента линейного расширения для данного состава по сравнению с матричным стеклом.

При помощи ИК-спектроскопии проведены исследования структуры ближнего порядка стёкол одного из разрезов системы Na2O-BaO-B2O3. Определены значения доли тетраэдрического бора и её зависимость от состава. Показана корреляция между базовыми структурными единицами и температурой стеклования.

Приведены результаты исследования применения полимерных модифицированных смол отечественных и зарубежных производств с целью определения наиболее устойчивых соединений в растворах солей, содержащих кислоты. Исследованы условия применения испытуемых смол для определения: устойчивости в агрессивных средах при изменении окислительно-восстановительного потенциала и кислотности

Исследована кинетика экстракции хлоридов лантаноидов [Ho (III), Pr (III), Nd (III), Yb (III)] в статичной и проточной системах с ди-(2-этилгексил)фосфорной кислотой в инертном разбавителе (гептане, толуоле, тетрахлорметане) при отсутствии и наличии локального колебательного воздействия в межфазном слое. Показано влияние природы РЗЭ, растворителя и начальной концентрации экстрагента на коэффициент ускорения экстракции.

Получены экспериментальные изотермы адсорбции галлия и германия на осадках состава Na3FeF6-NaFNaHF2. Вычислены адсорбционные характеристики, и предположен механизм процесса соосаждения галлия и германия на осадках после отделения от макрокомпонентов (Fe, W, Mo, Cr, Ti, Ni, Al, Cu, Co).

Изучена кинетика сорбции ионов As (III) и Sb (III) модифицированным монтмориллонитом. Применение моделей химической кинетики показало, что вклад в общую скорость процесса вносит стадия химического взаимодействия ионов As (III) и Sb (III) с функциональными группами модифицированного алюмосиликата.

Методом ИК-спектроскопии поглощения в области валентных колебаний ОН--групп исследованы кристаллы LiNbO3:Cu (0,015 и 0,46 мас. %). Установлено, что полосы поглощения на ИК-спектре связаны с нарушением стехиометрии в кристалле вследствие дефицита лития и образования точечных дефектов (VLi, NbLi и др.). При наличии таких дефектных центров и атома водорода, связанного с атомом кислорода водородной связью, в структуре кристалла формируются комплексные дефекты VLi-ОН, NbLi-ОН и др. Вхождение легирующей примеси меди приводит к существенной деформации кислородного октаэдра из-за большого ионного радиуса катиона Cu2+ и увеличения длин О-О связей. На ИК-спектре регистрируется новая полоса поглощения с частотой 3487 см –1, соответствующая комплексному дефекту VLi-ОН. Расчёт объёмной концентрации ОН–-групп показал их наибольшее значение для кристалла LiNbO3:Cu (0,015 мас. %) и наименьшее для кристалла LiNbO3:Cu (0,46 мас. %), что связано с изменением локализации катионов меди в структуре кристалла и формированием комплексных дефектов: Cu3–-ОН и VLi-ОН.

Представлены результаты синтеза аналога натисита при использовании разных источников титана. Экспериментально показано, что в синтезе натисита лучше всего использовать 15 %-й раствор TiCl4. Источники титана, используемые в работе, являлись преимущественно продуктами переработки титансодержащего сырья Кольского полуострова (TiCl4 — продукт Соликамского магниевого завода, получаемый на основе лопаритового концентрата, соль СТА — продукт переработки сфенового концентрата в Центре наноматериаловедения КНЦ РАН).

Методами ИК-спектроскопии, химического и рентгенофазового анализа исследован состав бурого угля Бринёвского месторождения Республики Беларусь. Установлено наличие в составе бурого угля примесей кварца, микроклина и фенгита, органическая масса бурого угля представлена ароматическими фрагментами и функциональными группами различного строения. Показано распределени е функциональных групп между компонентами бурого угля.

Приведены значения пределов прочности и модулей упругости при растяжении и изгибе в зависимости от температуры для изделий из термопластичных полимеров, получаемых методом FDM-печати. Определены зависимости вязкоупругих характеристик таких изделий от температуры. Построены зависимости прочностных, упругих и вязкоупругих характеристик от температуры.

Представлены результаты исследований по синтезу метилированного кремнезёма на основе диоксида кремния, полученного при сернокислотной переработке нефелинового концентрата. С использованием методов растровой электронной микроскопии и ренгеноэлементного анализа исследована поверхность метилированных двумя разными способами образцов кремнезёма, изучены структурно-поверхностные свойства этих образцов. Установлено, что модификация поверхности SiO2 метил-радикалом позволяет гидрофобизировать его поверхность, а также придать сродство к неполярным органическим соединениям, что может быть использовано при создании мембранных фильтров для очистки воды.

Получены водорастворимые цитратный и оксалатный комплексы германия (IV). Методами ДСК/ТГ, РФА и ИК-спектроскопии изучено термическое разложение цитратного и оксалатного прекурсоров твёрдого электролита состава Li1 ,5Al0,5Ge1 ,5(PO4)3 (LAGP) со структурой NASICON. Использование оксалатного прекурсора LAGP обеспечивает образование монофазного продукта при температуре 650 °C с ионной проводимостью на уровне 4,2∙10–4 См/см при комнатной температуре.

Исследована возможность использования диоксида циркония, полученного из бадделеитового концентрата ОАО «Ковдорский ГОК», и кремнезёма, выделенного из медно-никелевых шлаков комбината «Печенганикель», в качестве исходных компонентов для твердофазного синтеза функциональных материалов на основе циркона, а также нанокристаллического цирконата гадолиния с применением механоактивации.

Выполнен электрохимический синтез покрытий карбидов хрома на поверхности углеродных волокон методом бестокового переноса в расплаве солей. Приведены результаты рентгенофазового анализа и данные сканирующей электронной микроскопии.

Разработанные модифицированные канифольные продукты (МКП), в отличие от аналогов ТМ и ЖМ, в структуре смоляных кислот содержат новое модифицирующее вещество (моноэфиры малеинового ангидрида и высших жирных спиртов) вместо моноэтилцеллозольвмалеината и малеинового ангидрида и обладают улучшенными (в 1,7–2,1 раза) гидрофобизирующими свойствами. Технология применения новых МКП обеспечивает снижение их расходов от 4 до 2 % и электролита в 2,5–3,5 раза за счёт смещения процесса проклейки из традиционного режима гомокоагуляции в более эффективный режим гетероадагуляции.

Приведён химический состав одного из масштабных по объёмам отходов сахарной промышленности — дефеката. Представлен спектр инфракрасного поглощения дефеката, подтверждающий значительное присутствие в составе отхода карбоната кальция, что обусловлено особенностями технологического процесса производства сахара. Результаты исследования влияния высокотемпературной обработки дефеката на его сорбционные свойства показали, что максимальная сорбционная ёмкость в отношении ионов никеля наблюдается при температуре обработки образца, равной 300 °С. С использованием метода ИК-спектроскопии показаны изменения, происходящие с дефекатом после его взаимодействия с ионами никеля.

Целью статьи является создание проекта в геоинформационной системе QGIS. С помощью данной платформы были созданы векторные слои, содержащие информацию атрибутивных данных, полученных в результате полевых и лабораторных исследований. Результатом проведённых исследований является полученный геоинформационный слой, содержащий всю информацию о месте отбора проб, их характеристиках.

Установлено, что феррит шпинели ZnFe2O4 образуется при Т≥ 800 °С методом твердофазного взаимодействия. Определены параметры элементарной ячейки кристаллической решётки. Геометрико-топологическим методом установлено, что в кристаллической структуре феррита цинка имеются 3D-каналы проводимости для катиона Zn. Показано, что увеличение температуры синтеза приводит к повышению электропроводимости в 4 раза. Определены значения удельной электронной, ионной зёренной и по межзёренным границам электропроводности.

Методом соосаждения с последующей гидротермальной обработкой были получены наночастицы полититанатов калия с замещением атомов титана никелем в количестве от 2,5 до 10 %. Согласно сканирующей электронной микроскопии, при синтезе формируются квазиодномерные наночастицы. В работе приведены результаты исследования сорбционных свойств наночастиц полититанатов калия, допированных никелем, на примере реакции с модельным красителем метиленовым голубым.

Получены композитные плёнки на основе хитозана и адипиновой кислоты, армированные наноцеллюлозой. С помощью ИК-спектроскопии изучено строение композитных плёнок и влияние содержания наноцеллюлозы на их свойства. Методом СЭМ изучена поверхность композитных плёнок и установлено, что при добавлении наноцеллюлозы поверхность пленок претерпевает изменения и становится более шероховатой. Термогравиметрический анализом установлено

Слоистые катион-дефицитные перовскиты Nd1 –xBaCo2/3Fe2/3Cu2/3O5+δ и NdBa1 –xCo2/3Fe2/3Cu2/3O5+δ (x = 0,00–0,15) получены керамическим методом синтеза, изучены их кристаллическая структура, микроструктура и удельная электропроводность. Найдено, что все образцы имели структуру тетрагонально искажённого перовскита (пр. гр. симм. P4/mmm), а их электропроводность носит полупроводниковый характер. Установлено, что создание дефицита катионов неодима повышает проводимость керамики.

Изучена сорбция ионов La (III) на силикагеле с закреплённым на поверхности моноэтаноламином из нитратных и сульфатных сред. Рассмотрено влияние рН среды и ионной силы раствора на процесс извлечения. При рН 6,5–7,5 и температурах 296, 303 и 313 К исследованы зависимости сорбции от времени и построены изотермы. Рассчитаны кинетические и термодинамические параметры сорбции.

Методами рентгенофазового анализа, электронной сканирующей микроскопии изучены структурно фазовые превращения при получении слоистых композиционных материалов на основе системы электрохимический сплав цинк-никель — оксид-полимер. Показано, что термическая обработка слоистого покрытия сопровождается изменением фазового состава и структуры электрохимического сплава, взаимодействием оксидного и полимерного слоев, что приводит к увеличению коррозионной стойкости покрытия.