авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ  БИБЛИОТЕКА

АВТОРЕФЕРАТЫ КАНДИДАТСКИХ, ДОКТОРСКИХ ДИССЕРТАЦИЙ

<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:   || 2 |
-- [ Страница 1 ] --

Российское химическое общество им. Д.И. Менделеева

Российский союз химиков

Российский химико-технологический университет имени Д.И. Менделеева

VII

КОНКУРС ПРОЕКТОВ МОЛОДЫХ УЧЕНЫХ

29 октября 2013 г.

Тезисы докладов

Москва

2013

УДК 378:66

ББК 24:35

К64

Конкурс проектов молодых ученых: тезисы докладов. – М.:

РХТУ им. Д.И. Менделеева, 2013. – 48 с.

К64 ISBN 978-5-7237-1132-7 Сборник материалов составлен на основе тезисов докладов участников Конкурса. Тезисы докладов опубликованы в соответствии с оригиналами, полученными Оргкомитетом Конкурса и не подвергались научному и литературному редактированию.

УДК 378: ББК 24: ISBN 978-5-7237-1132-7 © Российский химико технологический университет им. Д. И. Менделеева © Российское химическое общество им. Д. И. Менделеева Голубков С.В., профессор, Колесников В.А., профессор, Новаков И.А., академик, Вице-президент РСХ и РХО ректор РХТУ ректор ВолгГТУ им. Д.И. Менделеева им. Д.И. Менделеева Конкурс проектов молодых ученых проводится на международной химической выставке уже в седьмой раз. Возрастающее количество участников и география представляемых вузов свидетельствуют о том, что международная выставка «Химия» является авторитетной площадкой для обсуждения современного состояния и перспектив развития отечественной и мировой химии.

Проблематика выставки и конкурса связана с решением актуальных задач создания новых материалов, защиты окружающей среды, разработки ресурсо-, энергоэффективных технологий. В своих проектах конкурсанты рассматривают как фундаментальные, так и прикладные задачи: создание композиционных материалов, разработку технологий и материалов медицинского назначения, химические и биотехнологические методы утилизации и переработки отходов, очистки сточных вод и др. Для молодых ученых это возможность проявить себя на крупнейшем международном промышленно-научном форуме, представить специалистам и руководителям химической отрасли, бизнес-сообществу свои идеи, проекты, которые могут послужить реконструкции химического комплекса России.

Жюри конкурса представляют ректоры, ученые ведущих химических и технических университетов России. Это обеспечит необходимую экспертную оценку представленных проектов.

Всем участникам конкурса желаем успехов в защите своих научных работ, постоянного интереса к познанию и развитию нашей химической науки.

Голубков С.В. Новаков И.А.

Колесников В.А.

Состав Организационного комитета и жюри конкурса Сопредседатели: профессор Голубков С.В.

профессор Колесников В.А.

академик Новаков И.А.

Организационный комитет профессор Дормешкин О.Б. (БГТУ) профессор Винокуров Е.Г. (РХО) профессор Клевлеев В.М. (МАМИ) профессор Кошель Г.Н. (ЯГТУ) профессор Лисицын Н.В. (СПбГТУ) профессор Панфилов В.И. (РХТУ) доцент Сиротина М.А. (РХТУ) профессор Слепченко Г.Б. (ТПУ) профессор Фомичев В.В. (МИТХТ) профессор Шарнин В.А. (ИГХТУ) СОДЕРЖАНИЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ КРЕМНИЯ В ПИРОТЕХНИЧЕСКИХ СОСТАВАХ......................................... Б.А. Баканов, А.С. Дудырев ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ НЕКОТОРЫХ ТОКСИКАНТОВ НА ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТЬ ЛАКТОБАКТЕРИЙ..................................................................................................................................... Е.В.Булычева, Е.И.Короткова, О.А.Воронова, А.А.Кустова ТЕХНОЛОГИЯ СОКРАЩЕНИЯ ОБЪЁМА РАДИОАКТИВНЫХ ОТХОДОВ НА АЭС С РЕАКТОРАМИ ТИПА ВВЭР..................................................................................................................... В.А. Винницкий, А.С. Чугунов, А.Ф. Нечаев ОБЕССЕРИВАНИЕ ДИЗЕЛЬНОГО ТОПЛИВА С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ МАТРИЦЫ............ А.В. Выжанов КОМПЬЮТЕРНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ГИДРОДИНАМИКИ РЕГУЛЯРНЫХ НАСАДОК. А.А. Городилов, М.Г. Беренгартен ПОЛУЧЕНИЕ РЕКОМБИНАНТНЫХ FAB-ФРАГМЕНТОВ АНТИТЕЛ, СПЕЦЕФИЧНО СВЯЗЫВАЮЩИХ ТИРЕОПЕРОКСИДАЗУ ЧЕЛОВЕКА................................................................ Д. О. Дормешкин КОМПОЗИЦИОННЫЕ РЕАГЕНТЫ ДЛЯ ОЧИСТКИ ПРИРОДНЫХ И СТОЧНЫХ ВОД..... А.В. Зыгмант НОВЫЕ МАТЕРИАЛЫ НА ОСНОВЕ ТИТАНАТА ВИСМУТА КАК ФОТОКАТАЛИЗАТОРЫ В ВИДИМОМ СВЕТЕ................................................................................................................................ А.Г. Краснов, И.В. Пийр ЛАНТАНОИДСОДЕРЖАЩИЕ НАНОКОМПОЗИЦИОННЫЕ МАТЕРИАЛЫ ДЛЯ ВЫСОКОЭФФЕКТИВНЫХ ЭМИТТЕРОВ ОРГАНИЧЕСКИХ СВЕТОДИОДОВ...................... А.С. Крупин, А.А. Князев, Ю.Г. Галяметдинов МОЛЕКУЛЯРНЫЙ ДОКИНГ НА БИЛИРУБИН-СВЯЗАННОМ АЛЬБУМИНЕ...................... Б.А. Кочергин, А.В. Соломонов, Е.В. Румянцев ПОЛУЧЕНИЕ ОРГАНИЧЕСКИХ И НЕОРГАНИЧЕСКИХ АЭРОГЕЛЕЙ И ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ИХ В КАЧЕСТВЕ МАТРИЦ-НОСИТЕЛЕЙ ДЛЯ ЛЕКАРСТВЕННЫХ ВЕЩЕСТВ................... Д.Д. Ловская, А.Е. Лебедев ИЗУЧЕНИЕ ГИДРИРОВАНИЯ НЕПРЕДЕЛЬНЫХ СОЕДИНЕНИЙ В ПРИСУТСТВИИ НАНОЧАСТИЦ МЕТАЛЛОВ ПЕРЕМЕННОЙ ВАЛЕНТНОСТИ................................................... Д.Н. Небыков, Ю.В. Попов, В.М. Мохов ПРОЗРАЧНАЯ КЕРАМИКА ИЗ АЛЮМОМАГНЕЗИАЛЬНОЙ ШПИНЕЛИ............................. Л.Т. Павлюкова, Е.С. Лукин, Н.А. Попова КЕРАМИЧЕСКИЕ ПЛИТКИ СНИЖЕННОЙ МАТЕРИАЛОЕМКОСТИ ДЛЯ ВНУТРЕННЕЙ ОБЛИЦОВКИ СТЕН, ПОЛУЧЕННЫЕ ПО ТЕХНОЛОГИИ ОДНОКРАТНОГО ОБЖИГА..... А.И. Позняк БИОДЕГРАДИРУЕМЫЙ КОМПОЗИЦИОННЫЙ МАТЕРИАЛ НА ОСНОВЕ ПРИРОДНЫХ И СИНТЕТИЧЕСКИХ ПОЛИМЕРОВ....................................................................................................... Е.А. Полякова, А.С. Высоковский, И.С. Коротнева ПОЛУЧЕНИЯ ВСПЕНЕННОГО МАТЕРИАЛА ПОНИЖЕННОЙ ПЛОТНОСТИ НА ОСНОВЕ ПОЛИДИЦИКЛОПЕНТАДИЕНА......................................................................................................... Д.А. Русаков, Г.В. Борисов КРАУН-ЗАМЕЩЕННЫЕ ФТАЛОЦИАНИНЫ С РАСШИРЕННОЙ -СИСТЕМОЙ: СИНТЕЗ И СПЕКТРОСКОПИЧЕСКОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ.................................................................................. Е. А. Сафонова ПЕРСПЕКТИВНАЯ SAS-ТЕХНОЛОГИЯ ПОЛУЧЕНИЯ ПЕНТАОКСИДОВ НИОБИЯ И ТАНТАЛА С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ИХ АЛКОГОЛЯТОВ В КАЧЕСТВЕ ПРЕДШЕСТВЕННИКОВ......................................................................................................................... К.А. Смирнова, Е.Е. Никишна, Д.В. Дробот СИНТЕЗ СМЕШАННЫХ ОКСИДОВ НА ОСНОВЕ ОТХОДОВ ГАЛЬВАНИЧЕСКОГО ПРОИЗВОДСТВА И ИХ ПРИМЕНЕНИЕ............................................................................................ Н.А. Соколова, В.М. Макаров, О.Ю. Соловьева КОЛИЧЕСТВЕННЫЙ АНАЛИЗ КУЛЬТУРАЛЬНОЙ ЖИДКОСТИ НА СОДЕРЖАНИЕ НЕСТОЙКИХ КОМПОНЕНТОВ С ПОМОЩЬЮ ТОНКОСЛОЙНОЙ ХРОМАТОГРАФИИ... Н.М. Солтанлы НАНОКОМПОЗИТЫ НА ОСНОВЕ ЦИРКОНИЯ (IV) ОКСИДА И АКТИВИРОВАННОГО УГЛЯ И ИХ ПРИМЕНЕНИЕ ДЛЯ СОРБЦИОННОЙ ОЧИСТКИ ВОДЫ.................................... Ю.Н. Феденко, Т.А. Донцова, И.М. Астрелин УДК 662.215. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ КРЕМНИЯ В ПИРОТЕХНИЧЕСКИХ СОСТАВАХ Б.А. Баканов, А.С. Дудырев СПбГТИ(ТУ), Кафедра высокоэнергетических процессов г. Санкт-Петербург e-mail: bakanov09@mail.ru В настоящее время перед пиротехнической промышленностью стоит серьезная проблема, связанная с прекращением производства порошкообразных горючих, таких как магний, алюминий, титан. Поэтому поставлена задача поиска новых компонентов, которые могли бы заменить используемые и иметь широкую сырьевую базу. С нашей точки зрения одним из наиболее перспективных компонентов является кремний.



Попытки применения кремния в пиротехнике были осуществлены ранее при проектировании и производстве замедлительных составов и средств инициирования. Новые методы и технологии производства позволяют рассчитывать на получение нано размерных частиц кремния, что принципиально скажется на его свойствах, позволяя существенно расширить область применения кремния. При проведении исследований был использован кремний с удельной поверхностью ~2 м2/г.

Проведено исследование горения кремния с кислородсодержащими окислителями: перхлоратами, нитратами, окислами металлов. В процессе горения с перхлоратом калия, перхлоратом натрия, нитратом калия и бария было получено яркое пламя белого и желтого оттенков, что позволяет рекомендовать данные пиротехнические композиций в качестве основы при разработке трассирующих и сигнальных составов. К достоинствам этих композиций можно отнести невысокие линейные скорости горения и широкие концентрационные пределы горючести.

Взаимодействие кремния с оксидом железа и меди протекают с образованием стеклообразных шлаков с повышенной адгезией к поверхности, что позволяет рекомендовать данные композиции в качестве основы при проектировании зажигательных составов.

Учитывая свойства высокодисперсного кремния, удалось достичь устойчивого горения кремния в смеси с галогенсодержащими окислителями, например, с гексахлорбензолом. Горение сопровождается образованием пламени и хлорида кремния SiCl4. Цвет дыма белый с примесями серо-черного оттенка, что указывает на присутствие углерода. При снаряжении состава в специальной сборке удалось достичь беспламенного горения с большим выходом аэрозольобразующего вещества.

УДК 543.421. ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ НЕКОТОРЫХ ТОКСИКАНТОВ НА ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТЬ ЛАКТОБАКТЕРИЙ Е.В.Булычева, Е.И.Короткова, О.А.Воронова, А.А.Кустова Национальный исследовательский Томский политехнический университет, 634050, г. Томск, пр. Ленина e-mail: kosma13@yandex.ru, eikor@mail.ru, oaa@tpu.ru, a.a.yakimenko@sibmail.com В настоящее время стремительное развитие промышленности приводит к увеличению объема выбросов отходов производства в окружающую среду, в частности, в воду. Здоровье человека напрямую зависит от качества потребляемой воды, поэтому задача определения содержания токсических веществ в воде является актуальной. Существует множество различных методов определения токсичности воды с использованием биообъектов, однако, молочнокислые бактерии ранее не использовались. Кисломолочными бактериями принято называть микроорганизмы, которые являются основными представителями нормальной микрофлоры кишечника человека и которым свойствен сахаролитический характер метаболизма. Они обладают выраженной антагонистической активностью в отношении патогенных и условно патогенных микроорганизмов. Лактобактерии находят широкое применение не только в медицине, как средство для улучшения пищеварения, но и в пищевой промышленности в качестве полезной добавки к йогуртам, молоку, кефиру и т.д. Использование молочнокислых бактерий в качестве объекта анализа токсичности природных вод является новым подходом к применению данных микроорганизмов. Разработка методики определения общей токсичности воды сложный и трудоемкий процесс, поэтому на первом этапе было проведено исследование культуры лактобактерий и процесса их жизнедеятельности методом люминесцентного анализа. Необходимым условием использования лактобактерий в качестве тест-объекта является их жизнеспособность, поэтому целью данной работы было исследование жизненной активности лактобактерий «Лактобактерин»

на примере медицинского препарата методом люминесцентного анализа, основанного на изучении спектров люминесценции продуктов энергетического обмена лактобактерий, которые являются маркером жизнедеятельности бактериальной клетки. Установлено, что в течение часа бактерии проявляют жизненную активность. Исследовано влияние некоторых токсикантов на жизнедеятельность лактобактерий.

УДК 621.039. ТЕХНОЛОГИЯ СОКРАЩЕНИЯ ОБЪЁМА РАДИОАКТИВНЫХ ОТХОДОВ НА АЭС С РЕАКТОРАМИ ТИПА ВВЭР В.А. Винницкий, А.С. Чугунов, А.Ф. Нечаев Санкт-Петербургский государственный технологический институт (технический университет), Санкт-Петербург e-mail: anechaev@lti-gti.ru Базовым реактором, обеспечивающим развитие отечественной атомной энергетики и представленный ГК «Росатом» на мировой рынок, является двухконтурный водо-водяной энергетический реактор (ВВЭР). При борном регулировании ВВЭР дренажные стоки, воды ХОЯТ и воды баков аварийного запаса борной кислоты обрабатывают на механических и ионообменных фильтрах для очистки от радиоактивных загрязнений, продуктов коррозии и примесных ионов. По мере истощения обменной ёмкости фильтры отключают на регенерацию, а регенерационные растворы после упаривания подают в ёмкости кубового остатка.

Данные по усреднённому химическому составу радиоактивных отходов на примере Кольской АЭС показывают, что декантат кубового остатка 1-ой и 2-ой очереди содержит 10-50 г/л борной кислоты, до 5 г/л хлорид-ионов;

кристаллический осадок содержит 500-700 г/л борной кислоты, до 5 г/л хлорид ионов, при общем солесодержании 700-1200 г/л. Таким образом, в упаренных стоках анионообменных фильтроматериалов обнаруживается десятикратное превышение молярной концентрации борсодержащих соединений над коррозионно-активными ионами хлора, при том что, на АЭС нет систем, в задачу которых входит очистка технологической среды от борной кислоты.

Существующее положение объясняется тем, что кислородные соединения бора поступают с регенерационными растворами анионообменных смол.

Следовательно, на OH--анионитном фильтре из раствора грязной борной кислоты удаляются не только анионы сильных кислот, но также поглощается борная кислота. Если так, то сокращение объёма радиоактивных отходов АЭС возможно путём предотвращения сорбции борной кислоты, что позволит повысить обменную ёмкость ионита по анионным примесям, тем самым увеличится время защитного действия ионита и сократится количество циклов регенерации.

Было показано, что в кислых растворах борной кислоты, поступающих после Н+-катионитного фильтра, концентрация ионной формы незначительна (несколько микромолей) и значит преимущественно поглощается молекулярная борная кислота путём образования комплексного соединения с четвертичной триметиламмониевой группой типа R-N(CH3)3+B(OH)4-. В этом случае, в целях предотвращения сорбции борной кислоты необходимо заменить исходную гидроксильную форму высокоосновного анионита АВ-17-8 на солевую форму, обладающей промежуточной селективностью между OH- и Cl--ионами, которая не способна вступать в реакцию комплексообразования с молекулой борной кислоты. Использование гидрокарбонат/-карбонатной формы анионита с технической точки зрения является наиболее перспективным, ввиду наличия в системах водоочистки АЭС вакуумного деаэратора, где гидрокарбонат-ионы могут удаляться в виде углекислого газа.

На рисунке 1а видно, что эффективность сорбции хлорид-ионов HCO3-/ CO32- формой сопоставима с эффективностью гидроксильной формой анионита АВ-17-8 и в то же время наблюдается практически десятикратное сокращение обменной ёмкости по борной кислоте (рис. 1б).

Рисунок 1. Изменение концентрации хлорид-ионов (а) и борной кислоты (б) в фильтрате за счет сорбции различными формами анионита.

3. OH-- 4. HCO3- 1. OH--Cl- 2. HCO3--Cl B(OH)3 B(OH) Протекание некоторой сорбции (рисунок 1б, кривая 4) объясняется гидролизом гидроксильных групп, в результате которого образуются сорбционно-активные ОН--группы, способные поглощать борную кислоту.

Расчёты показывают, что подавление гидролиза можно осуществить путём насыщения раствора углекислым газом при давлении 0,2-0,3 МПа, что является вполне приемлемым значением для используемой на АЭС корпусной аппаратуры.

Таким образом, показано, что использование на АЭС гидрокарбонат/ карбонатных форм высокоосновных анионитов при эффективной очистке растворов борной кислоты от хлорид-ионов обеспечивает, по крайней мере, десятикратное снижение боркислородных соединений в регенерационных растворах, что, в свою очередь, приводит к снижению объёма отходов, подлежащих захоронению. Предлагаемая технология не требует радикального изменения уже используемых на АЭС схем спецводоочистки.

УДК 665.753. ОБЕССЕРИВАНИЕ ДИЗЕЛЬНОГО ТОПЛИВА С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ МАТРИЦЫ А.В. Выжанов Тамбовский государственный технический университет, г. Тамбов e-mail: alex666.1989@gmail.com Большинство отечественных нефтеперерабатывающих заводов производят высокосернитое топливо. Сера и ее соединения в качестве естественных компонентов входят в состав сырой нефти. В тяжелых погонах нефти сернистых соединений содержится больше, чем в легких.

Так же элементарная сера, сероводород, меркаптаны обладают высокой коррозионной агрессивностью, поэтому в бензинах и дизельных топливах их присутствие не допустимо (сера и сероводород) или строго ограничено (меркаптаны).

Очистка дизельного топлива от соединений серы одна из сложнейших проблем, существующих технологий переработки нефти.

Разработка новых каталитических процессов при использовании существующего оборудования и минимальных затратах на реконструкцию является актуальной задачей требующей решения.

Нефтеперерабатывающая промышленность в настоящее время использует химические и физико-химические методы очистки дизельного топлива от серосодержащих соединений.

Предлагается экологически чистая технология, основанная на принципиально новых технологических и конструктивных решениях, которая позволяет выделять серные соединения (меркаптаны, сульфиды, дисульфиды, тиофены и др.) из дизельного топлива. Она обладает целым рядом преимуществ по сравнению с известными методами:

- не требует нового аппаратурного оформления;

- обеспечивает глубокую степень очистки (содержание серы не более 0,02% масс.);

- отсутствие дорогостоящих катализаторов;

- малые количества используемых компонентов и их полное восстановление в процессе очистки;

- низкие энергетические затраты Разработка технологии стала возможна благодаря использованию матриц, обладающих способностью к перестройке молекулярных соединений органических веществ.

Для создания конфигураций матриц обессеривания дизельного топлива получали пепельные структуры дизельного топлива, химически чистую серу и катализатор широкого элементного состава.

Пепельная структура дизельного топлива подвергалась рентгенофлуоресцентному анализу на элементный состав, были были установлены следующие компоненты (таблица 1).

Таблица 1. Основные элементы, входящие в состав пепла дизельного топлива и их количество.

Дизельное топливо Количество (%) Элемент Ni 16, Co 10, Cu 7, Fe 13, W 4, S2 14, На основе данных по составу пепла была создана матрица для обессеривания дизельного топлива.

Методика удаления серосодержащих соединений сводилось к следующему.

В плоскодонную колбу с дизельным топливом вводили матрицу обессеривания в количестве, равным 1/8 от количества взятого дизельного топлива. Проводили интенсивное перемешивание в течении 15-20 минут, затем вводили его матрицу, в количестве равном половине от массы матрицы серы и перемешивали в течении 20 минут. Полученный образец плотно закрывали крышкой и давали выстойку в течении суток на свету и генераторе формы (кристалл) при температуре 7-10 °С. Полученная в результате выстойки система используется в дальнейшем для удаления серы из дизельного топлива. Масса системы вводится в количестве 1/10 части от массы взятого на обессеривание дизельного топлива.

Проведённый хроматографический анализ обессеринного с помощью матриц дизельного топлива показал, что одного цикла обессеривания недостаточно для удаления сернистых соединений до нормативного показателя, поэтому было проведено четыре цикла последовательных процессов обессеривания, до получения дизельного топлива удовлетворяющего стандарту Евро-4 по содержанию серы.

Влияние структуры матрицы дизельного топлива на процесс обессеривания представлены в таблице 2.

Таблица 2. Влияние структуры матрицы дизельного топлива на процесс обессеривания.

Обессеривание Кол-во серы (ppm) 0 1 2 3 4 5 Использование матрицы серы и дизельного топлива снизили содержание серы в топливе на 86%.

УДК: 66.021.3, 66.069.833, 532.546. КОМПЬЮТЕРНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ГИДРОДИНАМИКИ РЕГУЛЯРНЫХ НАСАДОК А.А. Городилов, М.Г. Беренгартен Университет машиностроения, г. Москва e-mail: gorodilov-a-a-90@yandex.ru Контактные массообменные устройства являются одним из важнейших узлов химико-технологического и природоохранного оборудования. Они представлены широким разнообразием различных конструкций. Большую часть из них составляют регулярные насадки.





Современные промышленные регулярные насадки отличаются сложной геометрической структурой. Для исследования движения жидкости и газа в каналах, образованных блоками регулярной насадки, требуется дорогостоящее оборудование. С целью снижения затрат, можно воспользоваться средствами компьютерных программ вычислительной гидродинамики (в англоязычной литературе CFD). Как правило, CFD-программы не используются для моделирования течений в контактных устройствах. Связано это со сложностью геометрии насадок, и как следствие – с чрезвычайно завышенными требованиями к характеристикам компьютера. Однако, представляется перспективным рассмотрение регулярной насадки в виде совокупности единичных каналов, например образованных соседними элементами в блоке регулярной насадки. В таком случае, расчетная область упрощается и средствами CFD-программ с помощью персонального компьютера (ПК) среднего уровня можно всесторонне исследовать гидродинамику контактных устройств.

Для конструкции таких контактных устройств, как насадка МЕЛЛАПАК, хордовых насадок, плоскопараллельных насадок, керамических блочных насадок, сотовых насадок и т. д.. моделирование движения газа через сухой (неорошаемой)элемент контактного устройства предлагается проводить по схеме:

1) Создание 3D модели блока насадки. При этом высота элементов насадки не играет существенной роли и может быть снижена до величины, соизмеримой с шириной зазора, между соседними элементами (для экономии ресурсов ПК).

2) Импорт 3D модели в CFD-программу.

3) Моделирование течения газа через слой насадки. Целью данного расчета является получение данных о распределении газа по сечению блока насадки, т.е. определение средней скорости газа в единичном канале (например, в зазоре между соседними элементами насадки в раду одного блока).

4) Создание 3D модели единичного канала.

5) См. пункт 2.

6) См. пункт 3. В качестве скорости газа в образованном канале, между двумя соседними элементами насадки, принимается средняя скорость газа, полученная в пункте 3.

В конечном итоге, можно получить данные о перепаде давления по высоте элемента насадки P/h, где P – гидравлическое сопротивление, h – высота элемента. Далее эти результаты можно распространить на весь блок насадки.

Например в пристенной области может потребоваться пересчет по другой скорости (не используя среднюю скорость по сечению аппарата), или при иной геометрии (канал между элементом насадки и стенкой).

Перепад давления на входе в слой насадки и на выходе из него может быть учтен с помощью поправочного коэффициента, или путем дополнительных исследований средствами CFD-программ.

Эксперименты, проведенные авторами, позволили доказать, что значительная часть напора газового потока расходуется на входе в блок насадки. Эти потери зависят от скорости газа (торможение газа на входе, длина участка стабилизации), от толщины элементов насадки в месте входа газового потока, от обтекаемости торца насадки.

Таким образом, применение CFD-программ, может дополнить исследования гидродинамики новых контактных устройств и оптимизировать их конструкции.

УДК 577.322. ПОЛУЧЕНИЕ РЕКОМБИНАНТНЫХ FAB-ФРАГМЕНТОВ АНТИТЕЛ, СПЕЦЕФИЧНО СВЯЗЫВАЮЩИХ ТИРЕОПЕРОКСИДАЗУ ЧЕЛОВЕКА Д. О. Дормешкин Белорусский государственный технологический университет, г. Минск e-mail: dormeshkin@gmail.com На сегодняшний день рекомбинантные антитела и их фрагменты занимают лидирующие позиции в качестве средств диагностики различных заболеваний и как терапевтические агенты. Прогнозируется, что к 2014 году, в рейтинге топ продаж на рынке фармацевтических продуктов первый три позиции займут препараты моноклональных антител, с суммарным объёмом продаж свыше миллиарда долларов США. В этой связи, актуальной является задача преодоления технологического отставания отечественных разработок в этой области.

Целью данной работы является получение в бактериальной системе экспрессии рекомбинантных Fab фрагментов антител, специфично связывающих молекулы тиреопероксидазы (ТПО) – ключевого фермента биосинтеза тиреодиных гормонов.

В ряде случаев потеря иммунологической толерантности к этому ферменту приводит к развитию автоиммунных заболеваний щитовидной железы, таких как болезнь Грейвса и тиреоидит Хашимото. Для подтверждения автоиммунной природы поражения щитовидной железы в настоящее время используется большое количество различных диагностических систем, большинство из которых так или иначе используют принцип измерения титра аутоантител к ТПО в образце крови. Актуальной задачей является улучшение функциональных свойств узнающего модуля диагностических систем, а также удешевление их себестоимости. Одним из возможных путей решения этой задачи является использование рекомбинантных антител, которые обладают широким спектром свойств, по сравнению с полноформатными антителами, а также значительно более низкой ценой.

Основной задачей являлось получение в бактериальной системе экспрессии рекомбинантных Fab фрагментов антител, специфично связывающих молекулы ТПО.

Моноклональные антитела, продуцируемые гибридомами ТПО-IG (получены в Лаборатории химии белковых гормонов ИБОХ НАН Беларуси), способны специфично связывать ТПО. Однако, использование гибридомных клеточных линий, продуцирующих моноклональные антитела, имеет ряд существенных недостатков, к которым относится нестабильность клеточных линий, высокая цена культивирования, невозможность проведение генно инженерных манипуляций с генами иммуноглобулинов. Кроме того, полученные по гибридомной технологии антитела могут содержать примеси иммуноглобулинов мыши, которые повышают вероятность ложных результатов при использовании в диагностических системах. Все эти ограничения можно обойти, используя рекомбинантные антитела, полученные с помощью генно-инженерных методов и экспрессируемые в бактериальной системе Escherichia coli.

В данной работе нами выполнено молекулярное клонирование и гетерологическая экспрессия генов, кодирующих структуру легкой и фрагмента тяжелой цепи иммуноглобулина мыши, специфичного к ТПО.

Для экспрессии Fab фрагментов антител был сконструирован бицистронный вектор pCW-Fab, обеспечивающий высокий уровень экспрессии рекомбинантных антител в периплазматическом пространстве E. coli. С целью облегчения последующего выделения и очистки белка, к его С-концу добавлялся гексагистидиновый участок. Так как антитела при использовании в in vitro системах диагностики зачастую подвергаются химическому биотинилированию, что может негативно сказываться на их функциональных свойствах, было предложено использовать Avi-tag® метку для ферментативной конъюгации антитела с биотином с помощью биотин-лигазы in vitro или in vivо;

которая была добавлена в единую рамку считывания с нуклеотидной последовательностью фрагмента тяжелой цепи.

Результаты секвенирования показали, что клонированная тяжелая цепь относится к типу G1 мыши, что согласуется с изотипом, продуцируемых гибридомой антител, а выравнивание с референсными последовательностями базы данных иммуноглобулинов IMGT® показало, что клонированные гены обладают достаточно высокой степенью гомологии с соответствующими последовательностями иммуноглобулинов мыши.

Выделение и очистка рекомбинантных Fab фрагментов антител к ТПО проводилась методом металл-аффинной хроматографии с использованием Ni NTA сефарозы. Гомогенность полученного белка контролировалась с помощью ПААГ электрофореза в денатурирующих условиях, который показал наличие двух полипептидных цепей с ожидаемой молекулярной массой, что подтверждает эффективность созданных конструкций.

Поскольку данная технология получения рекомбинантных белков является легко масштабируемой, можно утверждать, что созданные конструкции и методика получения рекомбинантных антител является хорошей альтернативой широко используемой на сегодняшний день гибридомной технологии получения моноклональных антител.

УДК 54-412+66.028. КОМПОЗИЦИОННЫЕ РЕАГЕНТЫ ДЛЯ ОЧИСТКИ ПРИРОДНЫХ И СТОЧНЫХ ВОД А.В. Зыгмант Белорусский государственный университет, г. Минск e-mail: alesiazyhmant@gmail.com Основным требованием к современным технологиям очистки воды является возможность полной автоматизации всех этапов многоступенчатого процесса водоподготовки, в особенности, стадии дозирования реагентов в очищаемую воду [1]. На большинстве водоочистных станций реагенты вводят в очищаемую воду в виде растворов. Метод «мокрого» дозирования имеет ряд недостатков: требует больших площадей для размещения емкостей с растворами;

хранение насыщенного раствора коагулянта приводит к коррозии баков хранения;

к тому же, длительное хранение растворов реагентов ведет к потере их химических свойств – старению.

Применение метода «сухого» дозирования реагентов позволяет устранить «мокрому»

недостатки, свойственные способу. Существенными преимуществами «сухого» дозирования являются компактность установки и простая схема автоматизации процесса. Однако данный метод предполагает наличие реагентов с однородным гранулометрическим составом.

Результат процесса очистки также зависит от условий смешения реагентов с обрабатываемой водой. После введения коагулянта происходит образование нерастворимых частиц гидроксида, и система становится крайне неоднородной.

При последующем введении флокулянта он не может взаимодействовать равномерно со всеми частицами. В результате, увеличивается нагрузка на фильтры и ухудшается качество осветленной воды.

Композиционные реагенты для очистки воды, которые представляют собой смесь порошкообразных коагулянтов, флокулянтов, сорбентов и регуляторов кислотности, позволяют решить описанные проблемы: они обладают постоянным гранулометричесим составом, поэтому могут быть использованы в системах «сухого» дозирования;

равномерное смешение реагентов в композиции позволяет достичь однородного распределения коагулянта и флокулянта в очищаемой воде.

Время между введением коагулянта и флокулянта должно составлять от до 4 мин, поскольку флокулянтом должны связываться уже сформированные коагуляционные структуры. В композиционных реагентах эта проблема решается посредством регулирования скорости растворения компонентов.

Скорость растворения определяется природой реагентов и их гранулометрическим составом. На рисунке 1 представлены кривые распределения по размерам коагулянта сульфата алюминия и флокулянта «Magnafloc LT 22», полученные с помощью лазерного анализатора Mastersizer дисперсности (Malvern, Великобритания). Средний размер частиц коагулянта и флокулянта Рисунок 1 – Кривые распределения по составляет 63 ± 3 мкм и 289 ± 9 мкм и соответственно. Из этого следует, что размерам сульфата алюминия при попадании реагента в очищаемую флокулянта «Мagnafloc LT22»

воду первым должен растворяться коагулянт, поскольку он представляет собой неорганическую соль с малым размером частиц, а растворение флокулянта должно происходить позднее, так как он в сравнении с коагулянтом обладает более высокой молекулярной массой и низкой степенью дисперсности.

Согласно графикам зависимости концентрации не-растворившихся частиц коагулянта и флокулянта от времени (рисунок 2), растворение сульфата алюминия протекает в течение первой минуты после распределения его в жидкости. Для флокулянта высокая степень растворения достигается только на четвертой минуте. За счет различия в скоростях растворения коагулянта и Рисунок 2 – Зависимость объемной флокулянта и достигается эффект концентрация нерастворившихся частиц последовательного действия веществ, сульфата алюминия и флокулянта входящих в состав композиционных «Мagnafloc LT22» от времени реагентов.

Таким образом, регулирование скорости растворения компонентов композиционных реагентов посредством химической природы (молекулярной массы) и гранулометрического состава позволяет создать эффект последовательного действия веществ, в то время как они одновременно вводятся в очищаемую воду. Это позволяет существенно упростить и удешевить процесс очистки воды.

УДК 544. НОВЫЕ МАТЕРИАЛЫ НА ОСНОВЕ ТИТАНАТА ВИСМУТА КАК ФОТОКАТАЛИЗАТОРЫ В ВИДИМОМ СВЕТЕ А.Г. Краснов, И.В. Пийр ФГБУН Институт химии Коми НЦ УрО РАН, г. Сыктывкар e-mail: alexey-krasnov@rambler.ru, piyr-iv@chemi.komisc.ru В последние несколько десятилетий фотокатализ стал предметом интенсивного исследования многих ученых благодаря возможности его применения при производстве водорода путем расщепления воды и при очистке воздуха и воды от органических загрязнителей.

На сегодняшний день одним из наиболее перспективных материалов, выступающим в роли фотокатализатора, является диоксид титана, который нетоксичен, химически стоек и имеет низкую стоимость. Тем не менее, широкая запрещенная зона (3,2 эВ для анатазной модификации) допускает использование диоксида титана только в ультрафиолетовой области видимого света, а низкая квантовая эффективность (высокая степень рекомбинации фотогенерированных электронов и дырок) ограничивает широкое практическое применение диоксида. К тому же для генерации УФ-излучения, при использовании фотокатализатора диоксида титана, например, в воздухоочистителях, необходимо использовать лампы с ртутным наполнителем, которые надлежит утилизовать и демеркуризовать по истечении срока действия, что негативно сказывается на экологической обстановке.

Титанат висмута со структурой типа пирохлора Bi2Ti2O7 является одним из представителей семейства титанатов висмута. Согласно проводимым исследованиям титанат висмута со структурой пирохлора может выступать в качестве фотокатализатора в видимой области света, что значительно увеличит спектр применения фотокатализа. Одним из недостатков упомянутого соединения является термодинамическая нестабильность и сложность получения стехиометрического состава (высокая степень дефектности по висмуту). Использование в качестве допантов в кубическую структуру пирохлора титаната висмута катионов d- или p-металлов приводит к стабилизации структуры и позволяет расширить термическую область существования пирохлора. Кроме того в зависимости от электронного строения внедряемого катиона металла имеется возможность регулирования ширины запрещенной зоны матрицы титаната висмута Bi2Ti2O7, что позволяет получать материал с фотокаталитическими свойствами в видимой области спектра.

Нами был синезирован титанат висмута со структурой пирохлора допированный Fe3+;

Ni2+;

Co2+;

Cu2+ гидротермальным путем. Общая формула соединения Bi1,6MxTi2O7-, где x – количество допанта 0,1 или 0,35. Полученные продукты были исследованы методами РФА, СЭМ, ПЭМ, АЭС ИСП.

Результаты исследования указывают на то, что образцы представляют собой однофазные соединения со структурой пирохлора, содержащие в своем составе внедренные катионы металлов. Состав соединений близок к теоретически заданному. Порошки образцов рентгеноаморфны и имеют размер частиц 30 – 50 нм. Исследование фотокаталитической способности полученных соединений при облучении видимым светом показало, что все образцы фотоактивны, но наибольшей активностью обладает продукт состава Bi1,6Fe0,35Ti2O7-, что связано с особенностями электронного строения катиона Fe3+.

Таким образом, полученные соединения обладают перспективой к использованию в качестве фотокатализаторов в видимом свете для нужд получения водорода и очистки воздуха и воды от органических загрязнителей, что является следующим шагом в использовании ресурса солнечной энергии приходящей к нам из космоса.

УДК 544.252. ЛАНТАНОИДСОДЕРЖАЩИЕ НАНОКОМПОЗИЦИОННЫЕ МАТЕРИАЛЫ ДЛЯ ВЫСОКОЭФФЕКТИВНЫХ ЭМИТТЕРОВ ОРГАНИЧЕСКИХ СВЕТОДИОДОВ А.С. Крупин, А.А. Князев, Ю.Г. Галяметдинов Казанский национальный исследовательский технологический университет, г. Казань e-mail: krupin_91@mail.ru, knjazev2001@mail.ru, yugal2002@mail.ru Одним из наиболее быстро развивающихся перспективных направлений современных высоких технологий являются органические светодиоды (OLED).

Их привлекательность обусловлена возможностями использования в качестве эффективных энергосберегающих источников освещения и цифровых дисплеях. Координационные соединения лантаноидов благодаря своему монохроматическому излучению находят все большее применение в качестве компонентов эмиттеров OLED. Однако существенным ограничением их использования является неравномерность распределения излучающих ионов лантаноидов в матрице и наличие кристаллизации (агломерации) компонентов, которые способствуют самогашению люминесценции. Данный недостаток является основным препятствием при использовании соединений лантаноидов при создании светоизлучающих устройств.

В работе проведено исследование возможности создания OLED устройств, в качестве эмиттера которых используются люминесцентные композиты на основе сопряженного полимера поли-(N-винилкарбазола) (PVK) (рис. 1) и синтезированного мезогенного комплекса трис(-дикетонанта) европия (III) с 1,10-фенантролином (рис. 2).

Рис.1. – Структурная формула Рис. 2. – Структурная формула комплекса Eu3+.

полимера поли-(N-винилкарбазола) (PVK) Наличие в структуре комплекса длинных торцевых углеводородных заместителей, затрудняющих кристаллизацию, дает возможность варьировать соотношение компонентов в полимерном композите и добиться максимальной эффективности излучения таких материалов.

Подбор компонентов в композите был обусловлен в первую очередь перекрыванием спектров поглощения комплекса лантаноида и излучения полимера (рис. 3). Были получены монодоменные пленки композита (толщиной 50-100 нм) с различным соотношением компонентов и исследованы оптические свойства. При облучении ультрафиолетовым светом композит показывает интенсивную красную фотолюминесценцию при комнатной температуре. При содержании комплекса европия 60% масс, происходит полный перенос энергии с полимера на комплекс европия и достигается максимальная эффективность люминесценции. На основе полученных композитов было получено многослойное OLED устройство, схема которого представлена на рисунке 4.

Рис. 3 – Спектр излучения Рис. 4 – Схема OLED на основе полимера PVK (-·-) и спектр сопряженного PVK и мезогенного комплекса Eu(III) поглощения аддукта трис( дикетоната) европия (III) с 1,10 фенантролином (—) Работа выполнена при финансовой поддержке РФФИ грант № 12-03 31424 мол_а.

УДК 541.572.53: 547. МОЛЕКУЛЯРНЫЙ ДОКИНГ НА БИЛИРУБИН-СВЯЗАННОМ АЛЬБУМИНЕ Б.А. Кочергин, А.В. Соломонов, Е.В. Румянцев Ивановский государственный химико-технологический университет, г. Иваново e-mail: kocherginba1992@mail.ru Желчные пигменты, их производные и синтетические аналоги составляют интересное семейство соединений, мультифункциональных по физико химическим свойствам, что определяет их биохимические функции и практически полезные характеристики. Среди всех желчных пигментов наиболее ярким представителем является билирубин (BR). Ранее рассматривавшийся исключительно как балластный и токсический продукт метаболизма, в настоящее время он считается одним из важнейших биологически активных соединений.

Усиление интереса к исследованию свойств желчных пигментов обусловлен способностью BR к подавлению свободнорадикального окисления липидов клеточных мембран. Клинически доказано, что нормальные физиологические концентрации этого пигмента являются жизненно необходимыми.

Основная транспортная форма билирубина в организме – супрамолекулярные комплексы с альбуминами. Недавно обнаружена способность пигмента активировать интенсивную флуоресценцию в белках UnaG [Kumagai, A., Ando, R., Miyatake H. et al., Nature, 13 June 2013], что совершило революцию в экспериментальной молекулярной биологии и химии билирубина. Подавляющее число соединений, попадая в организм человека, связываются с сывороточными белками, наиболее распространенными транспортными молекулами плазмы крови. Доказана способность многих соединений к образованию макромолекулярных комплексов с альбумином (BSA), поэтому этот белок является удобной моделью для изучения межмолекулярных взаимодействий, даже слабых.

Будучи в комплексе с билирубином(BRBSA), способность альбумина к связыванию дополнительных молекул меняется, вследствие чего изменяется их биораспределение. В этой связи актуальным является исследование влияния присутствия BR в составе транспортного белка-носителя на физико-химические параметры процессов супрамолекулярного комплексообразования различных биомолекул и лекарственных препаратов. Такой подход является основой для разработки современных тест-систем по определению типа и способности низкомолекулярных соединений к взаимодействию с белками, что, в свою очередь, будет полезным для дизайна новых лекарственных препаратов и развития теории молекулярного распознавания.

Настоящее исследование направлено на выявление особенностей взаимодействия различных биологически значимых соединений со свободным альбумином, и будучи связанным в макромолекулярный комплекс с билирубином. В качестве лигандов были использованы мощные антиоксиданы и их прекурсоры – аскорбиновая кислота (АA) и гидрохинон (H2Q);

главные и минорные основания РНК – урацил (U) и 5-гидрокси-6-метилурацил (5U);

некоторые макроциклические соединения для фотодинамической терапии и флуоресцентного мечения: мезо-тетракис-п-сульфофенилпорфин (TSPP) и борфторидный комплекс мезо-метил-3,3',5,5'-тетраметил-4,4'-дисульфо-2,2' дипирролилметена (BODIPY).

Структурные формулы исследуемых лигандов PhSO OH SO3Ph Me Me Me O HO H N O O 3S SO R (S) O H HO HN N N (R) N N H Me B Me N HO OH O NH R F F OH SO3Ph PhSO R1, R2 = H (U);

H2Q TSPP BODIPY АA R1 = OH, R2 = Me (5U) В ходе исследования влияния присутствия лигандов в растоворе на спектральные характеристики белков, обнаружено тушение флуоресценции макромолекул исследуемыми лигандами, что является результатом комплексообразования флуорофор-лиганд. Показано, что степень взаимодействия биомолекул с белками, как в случае BSA, так и BRBSA изменяется в ряду TSPP BODIPY AK 5U U H2Q. Влияние билирубина в составе комплекса отрицательно сказывается на параметрах взаимодействия белков и лигандов, за исключением U и 5U. Доминирующий вклад в стабилизацию комплексов вносит статический механизм тушения флуоресценции вследствие различного рада неспецифических взаимодействий.

Образующиеся комплексы являются среднепрочными: константы образования составляют ~103105 л/моль), что позволяет лигандам легко диссоциировать и, в дальнейшем, легко взаимодействовать с рецепторами мишенями. Согласно данным синхронной флуоресценции, при взаимодействии TSPP и BODIPY происходит частичная денатурация белка и его конъюгата, причем порфирин способен вытеснять билирубин из его комплекса с протеином. Во всех остальных случаях происходит перемещение остатков тирозина и триптофана в гидрофильные и гидрофобные области.

Работа выполнена при поддержке Российского фонда фундаментальных исследований (гранты № 12-03-31309 мол_а, 13-03-90743 мол_рф_нр) и стипендии Президента Российской Федерации молодым ученым и аспирантам, осуществляющим перспективные научные исследования и разработки по приоритетным направлениям модернизации российской экономики (2013- г.) № СП-6898.2013.4.

УДК 541.123.546. ПОЛУЧЕНИЕ ОРГАНИЧЕСКИХ И НЕОРГАНИЧЕСКИХ АЭРОГЕЛЕЙ И ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ИХ В КАЧЕСТВЕ МАТРИЦ НОСИТЕЛЕЙ ДЛЯ ЛЕКАРСТВЕННЫХ ВЕЩЕСТВ Д.Д. Ловская, А.Е. Лебедев Российский химико-технологический университет им. Д.И. Менделеева, Москва, совместно с Технологическим университетом Гамбурга (Германия).

e-mail: daria.lovskaya@gmail.ru, patlaten@yandex.ru Аэрогели – это новое слово в науке и фармацевтической промышленности.

Благодаря своим уникальным свойствам и хорошей биоразлагаемости они – являются идеальными матрицами носителями для активных фармацевтических веществ. Сочетание выдающихся структурных свойств с их физиологической совместимостью приводит к тому, что аэрогели обладают высоким потенциалом к использованию в качестве современных систем доставки лекарств. Стабильность и кинетика высвобождения активного вещества могут быть значительно улучшены путем загрузки лекарственного средства в аэрогель. Таким образом, у материалов на основе аэрогелей имеется большой потенциал в области фармацевтики, биомедицины и других областей.

Одним из преимуществ аэрогелей является возможность их получения, как из органических, так и неорганических веществ. К примеру, существуют методики получения пектиновых, хитозановых, силикагелевых аэрогелей. Подобное разнообразие исходных материалов позволяет разрабатывать аэрогели в соответствии с их дальнейшим применением.

Целью нашей работы является создание материалов для матриц-носителей активных фармацевтических ингредиентов.

В рамках данной работы были получены неорганические аэрогели на основе диоксида кремния. Средний диаметр сферических микрочастиц аэрогеля составил 365 мкм, площадь внутренней поверхности 975,5 м2/г. Также были проведены эксперименты по получению органических аэрогелей на основе крахмала. Полученные образцы аэрогеля крахмала обладают более плотной структурой по сравнению с аэрогелем кремния.

Были начаты исследования по получению аэрогелей на основе полисахаридов. В качестве исходных веществ были выбраны хитозан и альгинат натрия. Работы по получению этих частиц проводились в Гамбургском технологическом университете под руководством проф.

И.В.Смирновой. Полученные частицы будут в дальнейшем исследоваться с целью использования их в качестве биодеградируемых матриц-носителей для лекарственных веществ.

Была проведена серия экспериментов по сверхкритической адсорбции активно лекарственных ингредиентов в матрицу аэрогеля на основе SiO2. В качестве примера будет приведен процесс сверхкритической адсорбции рифабутина, который применяется для лечения туберкулеза. Процесс адсорбции проводился в уникальной установке сверхкритического реактора собственной конструкции. Процесс адсорбции проводился при постоянном давлении 180 атм. и температуре 40°С. Время адсорбции: 48 часов.

Рис. 1. Образец аэрогеля с адсорбированным рифабутином.

В качестве эксперимента, подтверждающего уникальность аэрогеля в качестве системы доставки лекарств, был проведен тест “растворение” на приборе швейцарской фирмы Sotax. Данный тест был проведен для полученного аэрогеля с рифабутином и для чистого вещества рифабутина. В качестве среды растворения был выбран желудочный сок с рН 1,2. Методика проведения данного эксперимента полностью отвечает требованиям, прописанным в частной фармакопейной статье. Анализируя полученные результаты, явно прослеживается увеличение скорости растворения рифабутина адсорбированного частицами аэрогеля по сравнению с кристаллическим рифабутином, что открывает перспективы на дальнейшие исследования в области изменения свойств активных фармацевтических ингредиентов с помощью наноструктурированного аэрогеля.

Можно смело утверждать, что за аэрогелями стоит будущее фармацевтики.

Эти инновационные материалы способны улучшить качество и эффективность уже готовых фармацевтических субстанций, а также с их помощью возможны исследование и разработка принципиально новых лекарственных форм.

УДК 547.599.1/ ИЗУЧЕНИЕ ГИДРИРОВАНИЯ НЕПРЕДЕЛЬНЫХ СОЕДИНЕНИЙ В ПРИСУТСТВИИ НАНОЧАСТИЦ МЕТАЛЛОВ ПЕРЕМЕННОЙ ВАЛЕНТНОСТИ Д.Н. Небыков, Ю.В. Попов, В.М. Мохов ВолгГТУ, г. Волгоград e-mail: nervwho@gmail.com, tons@vstu.ru Гидрирование непредельных и ароматических соединений является известным промышленным процессом, однако, оно протекает при достаточно жёстких условиях или в присутствии дорогостоящих катализаторов. Нами разработано три метода, позволяющие проводить гидрирование различных непредельных соединений без использования сложного оборудования и дорогостоящих реагентов, с применением в качестве катализатора наночастиц металлов, которые позволяют значительно снизить энергозатраты и проводить синтез в мягких условиях.

Нами найдено, что применение одного из способов получения наночастиц металлов с использованием алюмогидрида лития может быть использовано и для гидрирования алкенов, при этом гидрирующий агент (AlH3) и катализатор (коллоидный никель) образуются in-situ. Также известным и достаточно доступным донором водорода в реакциях восстановления является гидразингидрат. При этом существует способ синтеза наночастиц никеля с использованием гидразингидрата, при котором средний размер частиц металла составляет 4-16 нм. Комбинирование этих двух процессов (синтез катализатора и гидрирование органического субстрата) привело к разработке перспективного одностадийного способа гидрирования олефинов.

Водород имеет широкое промышленное применение, являясь доступным и дешёвым реагентом. В связи с этим актуален разработанный нами третий метод, представляющий собой жидкофазное гидрирование олефинов при барботаже газообразного водорода при атмосферном давлении. В качестве катализатора использовались наночастицы металлов, которые получались непосредственно в реакционной массе.

Данные методы были использованы для гидрирования ряда производных норборнена, линейных алкенов, ароматических соединений, пиненов и олефинов, содержащих функциональные группы. Обнаружена возможность, изменяя гидрирующий агент и катализатор, проводить селективное гидрирование отдельных непредельных углерод-углеродных связей, ароматического кольца или функциональных групп при температурах 20-700С и атмосферном давлении водорода.

УДК 666.762.36.3:666.3.015.4:536. ПРОЗРАЧНАЯ КЕРАМИКА ИЗ АЛЮМОМАГНЕЗИАЛЬНОЙ ШПИНЕЛИ Л.Т. Павлюкова, Е.С. Лукин, Н.А. Попова Российский химико-технологический университет им. Д.И. Менделеева, г. Москва e-mail: lshaid4@gmail.com, lukin@rctu.ru, popova@rctu.ru Алюмомагнезиальная шпинель (MgAl2O4) – бинарное термодинамически устойчивое соединение с кубической кристаллической структурой, обладает редкой комбинацией ценных свойств: высокая температура плавления ( °С), химическая инертность к агрессивным средам, высокая термостойкость и превосходные оптические показатели. Шпинель имеет высокое и стабильное светопропускание от ультрафиолетовой до середины инфракрасной областей (0,2-5,5 мкм) электромагнитного излучения.

Преимущество керамики с высокой прозрачностью на основе MgAl2O связано, прежде всего:

- с изотропностью структуры, так как кубическое строение решетки позволяет избежать рассеивания света из-за отличия в показателях преломления по осям кристалла, и как следствие постоянным светопропусканием до 92 % в видимой области спектра;

-невысокой плотностью (3,58 г/см3) в сочетании с механическими характеристиками;

- более простым способом получения по сравнению с технологией выращивания монокристаллов из расплава.

Большое влияние на свойства прозрачной керамики оказывают состояние исходного порошка, такие как химическая однородность и чистота, содержание частиц нанометрового диапазона и реакционная способность к спеканию, характеризующая концентрацию дефектов кристаллической решетки. По различным литературным данным образование кубической алюмомагнезиальной шпинели происходит (в зависимости от метода получения прекурсора) при температурах 450-1500°С, интенсивное образование шпинели протекает в интервале температур 850-1300 °С.

Синтез алюмомагнезиальной шпинели при различных температурах может привести к изменению параметра кристаллической решетки и отклонениям от стехиометрии. При изучении синтезированных порошков MgAl2O4, необходимо учитывать химическую характеристику внутреннего состояния, так как наличие даже очень малого содержания вакансий может сильно влиять, как на кинетику упорядоченности-беспорядоченности катионов Al3+ и Mg2+ в решетке, так и на значение равновесия системы в целом.

Спекание керамики на основе алюмомагнезиальной шпинели протекает при достаточно высоких температурах до 1900 °С, что влечет неизбежное испарение керамики и существенно оказывает влияние на стехиометрию MgAl2O4 и светопропускание материала. С ростом температуры растет и скорость испарения алюмомагнезиальной шпинели. Обеспечить постоянство состава, не нарушая стехиометрии, возможно применив определенные условия термообработки.

Искровое плазменное спекание является относительно новой технологией термообработки порошков, которая основана на одновременном воздействии осевого давления и нагрева высоким значением силы тока. Выделяемая энергия Джоуля при подаче импульсного тока вызывает в спекаемом материале генерацию плазмы между частицами порошка. Возникновение локальных температурных градиентов до 1011 К/м активирует диффузионный поток ионов на поверхности частиц.

Импульсным плазменным спеканием при 1550°С нами получен высокопрозрачный поликристаллический материал на основе алюмомагнезиальной шпинели с добавкой фторида лития. В качестве исходных компонентов использовали -форму оксида алюминия (чистота 99,9+%) и высокодисперсный оксида магния, полученного прокаливанием карбоната магния (чистота 99,9+%). Структурное сходство кубической -Al2O3, гомогенное смешение с оксидом магния и высокая реакционная способность полученных прекурсоров позволила получить стехиометричную шпинель при относительно низкой температуре синтеза. Введение в количестве до 1 мас. % фторида лития, выступающей в роли уплотняющей добавки, способствует образованию в процессе обжига жидкой фазы, тем самым облегчая процесс удаления пористости.

Вводимая добавка фторида лития оказывает влияние на микроструктуру материала, приводит к росту изометричных кристаллов, удалению пограничных фаз, и повышению светопропускания MgAl2O4 (по сравнению без добавки LiF).

Размер кристаллов в полученном материале составил 6-8 мкм (рис.1 – микроструктура прозрачной MgAl2O4: а) – с добавкой LiF;

б) – без добавки LiF).

Светопропускание материала на основе алюмомагнезиальной шпинели с относительной плотностью 99-100 %, достигает 70-72 % в видимой (рис.2 – области спектра зависимость светопропускания от длины волны падающего света;

рис.3 – образцы с добавкой LiF– слева, и без добавки LiF - справа).

Применение прозрачной MgAl2O4 возможно в источниках света высокого давления и приборах, пропускающих ИК-излучение, также в качестве обтекателей для защиты датчиков слежения в авиационно-космической технике.

УДК 666. КЕРАМИЧЕСКИЕ ПЛИТКИ СНИЖЕННОЙ МАТЕРИАЛОЕМКОСТИ ДЛЯ ВНУТРЕННЕЙ ОБЛИЦОВКИ СТЕН, ПОЛУЧЕННЫЕ ПО ТЕХНОЛОГИИ ОДНОКРАТНОГО ОБЖИГА А.И. Позняк Белорусский государственный технологический университет, г. Минск e-mail: poznyak_a@inbox.ru К настоящему времени наука о керамических материалах накопила достаточно обширные сведения в области составов масс, физико-химических свойств и технологических особенностей получения плиток для внутренней облицовки стен, однако в последнее время особенно остро стоит проблема внедрения ресурсо- и энергосберегающих технологий производства изделий.

В ведущих странах-производителях керамической плитки наблюдается тенденция уменьшения толщины изделий до 3–4,5 мм, при этом наряду с высокими эксплуатационными характеристиками обеспечивается снижение материалоемкости продукции за счет создания плотноспекшейся структуры и формирования кристаллических фаз рутила и корунда.

Настоящее исследование посвящено получению плиток уменьшенной толщины методом полусухого прессования по технологии однократного обжига на поточно конвейерных линиях белорусских предприятий, что послужит предпосылкой увеличения экспортного потенциала продукции, значительной экономии сырьевых материалов и топливно-энергетических ресурсов при производстве. Критерием изготовления керамических плиток уменьшенной толщины является увеличение их механической прочности на всех стадиях технологического процесса получения.

Состав массы для получения керамических плиток включает минеральное сырье Республики Беларусь: глину месторождения «Лукомль», доломит, отсевы производства гранитоидных пород, песок кварцевый и глину огнеупорную марки «ДНПК», импортируемую из Украины.

Исследование проводилось в два этапа: первый – повышение механической прочности обожженных изделий путем направленного фазо- и структурообразования при обжиге керамических масс;

второй – упрочнение полуфабриката плиток за счет оптимизации технологических параметров подготовки пресс-порошка и путем введения стекловолокна, армирующего его структуру.

С целью увеличения механической прочности образцов после обжига теоретически обоснована и практически доказана эффективность применения базальтов Ровенского месторождения (Украина), выбор которых обусловлен их химико-минералогическими особенностями и термореологическими характеристиками. В результате проведения комплексных исследований установлено, что введение базальта является эффективным и способствует увеличению механической прочности при изгибе плиток внутренней облицовки стен на 37–38,5 % по сравнению с выпускаемыми в настоящее время.

При изучении фазового состава и структуры полученных образцов методами рентгенофазового и петрографического анализа, электронной микроскопии, а также исследованиями фазовых переходов установлено, что повышенные прочностные характеристики обусловливаются образующимися кристаллическими фазами, преимущественно авгитом и пижонитом, которые представлены непрерывными цепочками из кремнекислородных тетраэдров, обеспечивающих высокую плотность упаковки структурных элементов. Кроме того, введение базальта интенсифицирует процесс спекания за счет образования при обжиге маловязкого подвижного расплава, характеризующегося высокой смачивающейся способностью, в результате чего активно заполняется поровое пространства и увеличивается плотность изделий.

С целью повышения механической прочности полуфабриката плиток на стадиях прессования и сушки изучено влияние продолжительности помола керамической массы на гранулометрический состав и технологические характеристики пресс порошка. Определена оптимальная продолжительность помола сырьевой композиции, обеспечивающая получение гранулометрического состава пресс-порошка с соотношением крупной (более 20 мкм), средней (2–20 мкм) и мелкой (менее 2 мкм) фракций, составляющим 2,8 : 6,4 : 0,8. Это обусловливает требуемую сыпучесть порошка, более полную и равномерную засыпку пресс-формы и плотную упаковку частиц при прессовании полуфабриката плиток. Вышеуказанное позволяет изготовить изделия с повышенными на 18–20 % показателями механической прочности отпрессованных и высушенных образцов.

С целью армирования структуры полуфабриката плиток исследовано влияние добавки рубленого неорганического стекловолокна, выпускаемого ОАО «Полоцк Стекловолокно», в состав сырьевой композиции. Результаты электронно микроскопического исследования свидетельствуют, что после совместного мокрого помола компонентов массы в шаровой мельнице волокна имеют длину 10–60 мкм, равномерно распределяются по всему объему полуфабриката в различных направлениях. Установлено, что за счет высокой способности к дисперсии стекловолокна, его оптимальное количество составляет 1 мас. %. При этом показатели механической прочности плиток возрастают после формования на 31–33 %, после сушки – на 46,5–48,5 % по сравнению с производственными образцами за счет предотвращения распространения и роста трещин по объему полуфабриката.

На основе полученных данных в производственных условиях изготовлена опытная партия плиток с поэтапным снижением толщины от 7,5 до 5,5–5,0 мм, при этом механическая прочность в воздушно-сухом и обожженном состоянии обеспечивает возможность их изготовления на поточно-конвейерных линиях однократным обжигом, а готовая продукция отвечает требованиям нормативно технической документации. Указанное уменьшение толщины керамических плиток обеспечило снижение температуры обжига изделий на 10±5 оС и составило 1100±5 оС при продолжительности 53±2 мин.

УДК 678.762. БИОДЕГРАДИРУЕМЫЙ КОМПОЗИЦИОННЫЙ МАТЕРИАЛ НА ОСНОВЕ ПРИРОДНЫХ И СИНТЕТИЧЕСКИХ ПОЛИМЕРОВ Е.А. Полякова, А.С. Высоковский, И.С. Коротнева Ярославский Государственный Технический Университет, г. Ярославль e-mail: elizaveta.ponomareva.91@mail.ru, vysokovskiy0905@mail.ru, korotnevais@ystu.ru В последнее десятилетие идея создания биоразлагаемых полимерных материалов, находится в центре внимания ученых всего мира.

В настоящее время являются актуальными исследования по разработке полимерных глин для художественного моделирования. Несмотря на возрастающий спрос на полимерные глины, в России такие материалы практически не производятся. Следовательно, создание новых универсальных биодеградируемых композиционных самозатвердевающихся материалов, является актуальной задачей, направленной на импортзамещение и снижение экологической нагрузки.

Целью данной работы является разработка и получение нетоксичного, экологически безопасного биоразлагаемого композиционного материала на основе природных и синтетических полимеров, предназначенного для художественного моделирования, который может служить для развития мелкой моторики детей, восстановления двигательных функций кистей, например, после травм, а также исследование способности нового композиционного материала к биодеградации в условиях окружающей среды.

В качестве полимерной матрицы используются синтезированные в данной работе латексы карбоксилсодержащих бутадиен-метилметакрилатных сополимеров различного состава.

В состав новой полимерной глины в качестве наполнителя входят высокомолекулярные несахароподобные полисахариды: картофельный, кукурузный, рисовый, пшеничный, соевый крахмалы, использование которых обусловлено высокой биодеградируемостью, невысокой стоимостью, доступностью.

В качестве пластификатора в систему вводится смесь глицерина с пластификаторами природного происхождения: касторовым, льняным маслами, а также олеиновой кислотой.

Для изготовления нового композиционного материала производится смешение указанных компонентов до образования однородной пластичной пастообразной массы белого цвета. Полученный материал однородный, мягкий, не липнет к рукам, хорошо сохраняет форму при изготовлении деталей различного размера и толщины, не трескается как во время лепки, так и после затвердевания. Готовое изделие полностью затвердевает на воздухе при комнатной температуре в течение 10-24 часов. При необходимости получения цветной полимерной глины возможно добавление красящих веществ в латекс карбоксилсодержащего сополимера (или смесь латексов) до получения насыщенного цвета перед смешением компонентов, или окраска готового изделия после высыхания.

В работе проводились микроскопические исследования структуры композиционного материала. Выявлено, что зерна крахмала механически связаны «нитями» полимерного связующего.

Проведенные исследования (ГОСТ Р 51555-99) показали, что полимерная глина данного состава обладает высокими показателями качества для изготовления изделий декоративно-прикладного характера, игрушек, сувениров, элементов декора.

Вследствие возрастающего количества полимерных отходов, оказывающих негативное влияние на экологическую ситуацию в мире, в работе изучена способность нового композиционного материала к биоразложению в условиях модельных факторов окружающей среды: УФ-облучения, водной среды, микромицетов, почвенных микроорганизмов.

Обнаружено деструктивное воздействие УФ-облучения на образцы композиционного материала, что подтверждается микроскопическими исследованиями.

После воздействия водной среды на композиционный материал обнаружено размягчение образцов, что свидетельствует о вымывании зерен крахмала из полимерной матрицы;

на поверхности образцов обнаружен рост мицелия черной плесени Acremonium recifei, который обеспечивает биоразложение материала.

В ходе изучения биоразлагаемости нового композиционного материала под действием микромицетов обнаружен рост плесневых культур родов Aureobasidium pullulans, Acremonium recifei, Mucor hiemalis, Dematiaceae на поверхности и в толще материала.

Исследования материала после инкубации в почве показали высокую степень деструкции под действием почвенных микроорганизмов.

Результаты фитотестирования подтверждают безопасность утилизации композиционного материала.

В результате работы разработан новый композиционный материал полимерная глина для художественного моделирования, а также установлена его способность к биодеградации в условиях окружающей среды.

Таким образом, установлено, что полученный в работе новый композиционный материал на основе полисахаридов и синтетических полимеров достаточно быстро деградирует под воздействием факторов окружающей среды, что в конечном итоге приводят к фрагментации полимера за счет деструкции макромолекул и превращения их в низкомолекулярные соединения, способные участвовать в естественном круговороте веществ в природе.

УДК 543.48, 661.775. ПОЛУЧЕНИЯ ВСПЕНЕННОГО МАТЕРИАЛА ПОНИЖЕННОЙ ПЛОТНОСТИ НА ОСНОВЕ ПОЛИДИЦИКЛОПЕНТАДИЕНА Д.А. Русаков, Г.В. Борисов Национальный Исследовательский Томский политехнический университет, г. Томск e-mail: rusakovdax@tpu.ru, borisov_georgy@mail.ru Открытие реакции метатезиса является одним из значимых событий химии ХХ века. Частным случаем реакции метатезиса является ROMP-полимеризация – метатезисная полимеризация с раскрытием цикла под действием рутениевых катализаторов Граббса. Реакция протекает в результате обмена циклической олефиновой связи с карбеновой связью катализатора. При этом «новый»

олефин, который создается в результате метатезиса, остается прикрепленным к катализатору как часть растущей полимерной цепи. Одним из перспективных мономеров для получения новых полимерных материалов является дициклопентадиен (ДЦПД). Полимеризация дициклопентадиена является одним из хорошо известных примеров реакции метатезиса с раскрытием цикла.

Дициклопентадиен является привлекательным мономером для производства полимеров, поскольку он дешев, а образующиеся полимерные продукты обладают хорошими физико-механическими показателями, устойчивостью к низким и высоким температурам, стабильностью к кислороду воздуха.

Процессы метатезисной полимеризации циклооктена, норборнена, дициклопентадиена и получение сополимеров на их основе уже реализованы в промышленном масштабе.

Особенностью использование рутениевых катализаторов является возможность введения вспенивающих агентов для получения нового типа материала на основе дициклопентадиена. Комбинация химической стойкости и прочностных характеристик с малой плотностью и возможностью поглощения различных видов энергии открывают широкие перспективы использования получаемого материала. Получаемые материалы обладают прочностными характеристиками незначительно уступающими по физико-механическим показателям материалам из чистого полидициклопентадиена.

Одной из особенностей получения вспененного материала является использование предварительно модифицированного каучуком мономера. Вводя в мономерную массу разные виды и концентрации каучука мы можем изменять некоторые физико-механические параметры получаемого материала. Так, введение 5% бутилового каучука в мономерную массу дициклопентадиена позволяет увеличить ударную прочность по Изоду с 5-8 кДж/м2 до 35- кДж/м2. Введение микросфер несколько ухудшает физико-механические параметры, но этот вопрос еще является предметом исследования.

Таблица 1.

Образцы ПДЦПД Показатель Образцы ПДЦПД модифицированные каучуком 4547 Прочность при разрыве, МПа Относительное удлинение при 47 разрыве, % Ударная вязкость по Изоду 59 с/н при 23оС, кДж/м Модуль упругости при изгибе, 17202350 МПа Температура стеклования, оС 150-160 Ведение разнообразных типов микросфер, расширяющихся под действием различных температур или уже предварительно расширенных, позволяет получить сшитый термореактивный пластик с низкой плотностью. Материалы на основе обычного полидициклопентадиена имеют плотность около единицы.

Путем введения микросфер можно получать материалы плотностью до 0, г/см3. Кроме того материал обладает способностью к поглощению кинетической энергии с восстановлением начальной формы. Однако это свойство на текущий момент практически не исследовано.

547.584. КРАУН-ЗАМЕЩЕННЫЕ ФТАЛОЦИАНИНЫ С РАСШИРЕННОЙ -СИСТЕМОЙ: СИНТЕЗ И СПЕКТРОСКОПИЧЕСКОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ Е. А. Сафонова ФГБУН Институт физической химии и электрохимии РАН им. А.Н. Фрумкина Московский государственный университет имени М.В.Ломоносова, химический факультет, Москва e-mail: safevgal@mail.ru Одно из наиболее перспективных направлений развития нано-технологий связано с разработкой принципов направленного синтеза и управления физико-химическими свойствами (электрическими, магнитными и оптическими) материалов. В данной работе стратегия направленного синтеза использована для разработки новых эффективных фото-сенсибилизаторов для фотодинамической терапии рака и компонентов солнечных батарей. Для решения этих задач были найдены подходы к получению краун-фталоцианинов с расширенной ароматической системой на примере фталоцианината цинка (1), содержащего 15-краун-5-замещенные оксантреновые фрагменты, а также тетра-15-краун-5 нафталоцианината магния (2). С данной целью исходя из описанных ранее прекурсоров (3) и (7) по разработанным нами схемам были получены фтало и нафталонитрилы (6) и (10). Комплексы (1) и (2) были синтезированы темплатной конденсацией соответствующих нитрилов с ацетатами цинка и магния в присутствии DBU. Строение синтезированных соединений подтверждено методами 1H,13C-ЯМР, MALDI TOF масс-спектрометрии, ИК спектроскопии и ЭСП.

i. Соль Фреми, KH2PO4, H2O/MeOH;

ii. H2, Pd/C, ДМФА;

iii. K2CO3, ДМФА, 70 °C.

i. хлорэтоксиэтанол, K2CO3, ДМФА;

ii. TsCl, NaOH, диоксан;

iii. Zn(CN)2, Pd2(dba)3, dppf, ДМАА, 120 °С.

Нами показано, что наличие оксантреновых фрагментов в молекуле (1) не приводит к смещению Q-полосы в его электронном спектре поглощения по сравнению с тетра-15-краун-5-фталоцианинатом цинка Zn[(15C5)4Pc], однако в ЭСП (1) наблюдается дополнительная интенсивная полоса, соответствующая переносу заряда с электронодонорных оксантреновых групп на электроноакцепторный фталоцианиновый макроцикл. В другой стороны, при переходе от Mg[(15C5)4Pc] к нафталоцианинату (2) происходит значительное батохромное смещение Q-полосы с 680 до 770 нм.

Благодарность: Работа выполнена при финансовой поддержке гранта МК 1606.2013.3 и ФЦП "Научные и научно-педагогические кадры инновационной России на 2009-2013 годы" (соглашение 8428).

546.882-31/.883-31:544.77.051. ПЕРСПЕКТИВНАЯ SAS-ТЕХНОЛОГИЯ ПОЛУЧЕНИЯ ПЕНТАОКСИД ОВ НИОБИЯ И ТАНТАЛА С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ИХ АЛКОГОЛЯТОВ В КАЧЕСТВЕ ПРЕДШЕСТВЕННИКОВ К.А. Смирнова, Е.Е. Никишна, Д.В. Дробот МИТХТ им. М.В. Ломоносова, Москва e-mail: smirnova_xenia@mail.ru Технология cверхкритического антисольвентного осаждения (Supercritical AntiSolvent, или SAS) - метод диспергирования, используется для получения микро- и нано- форм веществ путем распыления раствора данного вещества в среду сверхкритического флюида. Эта технология основана на способности сверхкритического диоксида углерода (СК-CO2) выступать в роли осадителя полярных веществ из полярных растворителей. Обязательным условием для успешной реализации метода являются хорошая растворимость растворителя во флюиде и практически полная нерастворимость микронизируемого вещества в СК-CO2, а также в образующейся в процессе смеси полярного растворителя с СК-CO2.

Преимуществам метода данного метода являются получение микронизированной формы вещества свободной от растворителя, гибкость метода, возможность получения узкого распределения частиц по размерам и мягкие условия микронизации без использования высоких температур и механического воздействия. Метод SAS применяется для микронизации широкого круга фармацевтических субстанций. Пентаоксиды ниобия и тантала используют в качестве катализаторов в органическом синтезе и в производстве конденсаторов, работающих в широком температурном интервале от -550С до 1250С.

Развитие новейшей техники и обусловленная этим потребность в новых материалах вызвала особый интерес к ниобатам и танталатат трехвалентных металлов, в частности РЗЭ. Удачное сочетование различных физических свойств с химической инетрностью, высокой термо- и влагостойкостью, механической прочностью ставят ниобаты и танталаты трехвалентных металлов в ряд наиболее важных материалов новой техники. Полиниобаты и политанталаты перспективны с точки зрения их специфических люминисцентных свойств. поэтому их используют в качестве люминофоров.

Работа посвящена изложению результатов работ по получению ультра дисперсных, рентгеноаморфных высших оксидов ниобия и тантала в рамках указанного метода.

Исходные вещества (предшественники ) M2 (OMe) 10 ( М= Nb,Ta) получали анодным растворением металлов в обезвоженном метиловом спирте.

Получение порошков пентаоксидов ниобия и тантала методом SAS проводили с помощью лабораторной системы диспергирования SAS- компании TharProcess Inc. Растворителем служил метиловый спирт класс «ОСЧ».

Порошки пентаоксидов ниобия и тантала, полученные таким образом, охарактеризованы методами ДТА, ИК-спектроскопии, РФА, химического анализа. Показано, что термическая обработка аморфного порошка пентаоксида тантала при температуре 660-690 о С приводит к кристаллизации оксида Т() -Та2О5 модификации, а обработка афорфного орошка пентаоксида ниобия при температуре 500-600 оС приводит к кристаллизации оксида ТТ() Nb2O5 модификации. Измерения размеров частиц полученных порошков пентаоксидов ниобия и тантала проведены на лазерном анализаторе серии LS фирмы Beckman Coulter ;

и составляют для пентаоксида тантала Т() -Та2О5 60 80 нм и для ТТ()-Nb2O5-180-200 нм.

Разработан способ получения метатанталата и гептатантала европия состава EuТа3О9 и EuТа7О19 золь-гель методом. Полученные метатанталат и гептатанталат европия охарактеризованы методами ДТА, РФА. Исследованы люминесцентные свойства для составов: EuТа3О9 и EuТа7О19 и выявлено, что наиболее перспективным люминофором является EuTa7O19.

Получение материалов с участием РЗЭ органично вписывается в программу РОСАТОМА по восстановлению производства РЗЭ в РФ и материалов на их основе. Разрабатываемый подход открывает широкие перспективы для синтеза большого числа функциональных материалов разного назначения.

Работа выполнена при финансовой поддержке российского фонда фундаментальных исследований (№12-03-00699-а) УДК 658.567.1:621.002:62-404. СИНТЕЗ СМЕШАННЫХ ОКСИДОВ НА ОСНОВЕ ОТХОДОВ ГАЛЬВАНИЧЕСКОГО ПРОИЗВОДСТВА И ИХ ПРИМЕНЕНИЕ Н.А. Соколова, В.М. Макаров, О.Ю. Соловьева Ярославский государственный технический университет, г. Ярославль e-mail: makarovvm@ystu.ru, sokolovana@ystu.ru, solovevaoy@ystu.ru В настоящее время основными токсичными отходами производства являются гальваношламы – гидроксиды, образующиеся при очистке промывных сточных вод, содержащих ионы тяжелых металлов с плотностью более 5000кг/м3. Гальваношламы – это вещества, имеющие 2-3 класс опастности. Большинство ионов тяжелых металлов канцерогенны, они накапливаются в организме и очень медленно выводятся. Они также обладают аллергенным, тератогенным, общетоксичным действием заключающимся, в основном, в блокировании ферментов и гормонов и нарушении обмена веществ. Наиболее распространены ионы цинка, никеля, хрома, меди, олова, свинца. Только в Ярославской области находится 39 предприятий, образующих гальваношлам в количестве около 400 тонн ежегодно. Положение усугубляется тем, что в большинстве областях, в том числе и Ярославской области, нет полигона для захоронения этих опасных отходов. Гальваношламы попадают на свалки твердых бытовых отходов, где под действием кислотных дождей переходят в растворимые соединения и проникают в водоемы и почву.

С другой же стороны гальваношлам, содержащий ионы тяжелых металлов, может являться ценным сырьем.

В качестве исходного материала использовали гальваношлам машиностроительного предприятия г. Иваново, образующийся в отстойниках в процессе очистки сточных вод гальванического производства. Основным компонентом этого гальваношлама являются соединения железа, массовая доля которых составляет в высушенном продукте – 65,6 % и в прокаленном – 63, %. Гальваношлам представляет смесь гидроксидов железа с адсорбированными на них гидроксидами тяжелых металлов, магнетитом Fe3O4 и феррритом общей формулы Мх Fe3хO4. Полученный продукт подвергали фосфатированию, при соотношении гальваношлам : кислота – 1 : 0,25, с последующим прокаливаливанием при температуре 600 С в течение 60 минут с последующим промыванием и измельчением до полного просева через сито 063, а затем измеряли токи коррозии потенциодинамическим методом.

Результаты проведенного исследования показали, что антикоррозионное торможение полученного нами композита, лучше эталона (тетраоксихромата цинка) на 60 %.

Продукт фосфатирования гальваношлама был испытан и в качестве ингредиента резиновых смесей. Фосфатированный гальваношлам (ФГШ) вводили в ненаполненную смесь на основе синтетического 1,4-цис полиизопрена. Рецептура смесей соответствовала составу, приведенному в ГОСТ 14925-79. Резиновые смеси готовили на вальцах. Дозировка ФГШ варьировалась в пределах от 5 до 30 мас. ч. на 100 мас. ч. каучука.

Вулканизационные характеристики определяли путем обработки реометрических кривых, снятых на виброреометре MDR-2000 при температурах 143 и 155 С.

Показано, что замена оксида цинка на ФГШ приводит к увеличению индукционного периода и замедлению процесса сшивания в основном периоде вулканизации. Эти эффекты выражены даже в большей степени по сравнению со смесью, не содержащей ни оксида цинка, ни ФГШ. Увеличение дозировки ФГШ в случае, когда модифицированный отход вводится в дополнение к оксиду цинка, наоборот, способствует сокращению индукционного периода и повышению скорости вулканизации в обоих температурных режимах. С ростом содержания ФГШ его активирующее действие на процесс вулканизации возрастает. С увеличением степени наполнения фосфатированным гальваношламом минимальный крутящий момент, косвенно характеризующий вязкость смесей, изменяется незначительно, обнаруживая тенденцию к возрастанию только при большом содержании отхода. Максимальный крутящий момент при этом монотонно возрастает, что указывает на повышение поперечных связей в вулканизате. Установлено, что резины с техническим углеродом N 339, в которые дополнительно введен фосфатированный гальваношлам, превосходят резины без гальваношлама по уровню условного напряжения при 100 % удлинении, но несколько уступают им по условной прочности при растяжении.

Еще одним способом утилизации гальваношлама является использование его как промотор адгезии битума к минералам в асфальтобетоне. Для исследования был взят нефтяной дорожный битум 60/90, свойства которого определенные по ГОСТ 22245-90 «Битумы нефтяные дорожные вязкие».

Наилучшие результаты обеспечивает введение переработанного гальваношлама (ПГШ) в количестве 3 % от массы использанного песка.

Полученные образцы «асфальтобетона», содержащие 3 % ПГШ от массы песка в виде цилиндров диаметром 5 см и высотой 10 см испытывались на возможное негативное воздействие водных вытяжек на дафнии (Daphnia magna). Образцы оказались не токсичными. Очевидно ПГШ в «асфальтобетоне» удерживается как за счет возможного взаимодействия с поверхностью минерального материала, так и капсулирования битумным составляющим «асфальтобетона».



Pages:   || 2 |
 

Похожие работы:


 
2013 www.netess.ru - «Бесплатная библиотека авторефератов кандидатских и докторских диссертаций»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.