Архив

В работе представлены результаты экспериментального изучения морфологии порошковых тугоплавких мате- риалов системы Ti–C, полученных методом СВС-измельчения в реакторе закрытого типа. Рассмотрена микро- и мак- роструктура, приведены значения дисперсностей порошка в зависимости от режимов измельчения продуктов синтеза. При оптимальных режимах измельчения получен карбид титана округлой фракции дисперсностью 20…60 мкм. Содержание оксидной фазы в порошке карбида титана снижается от 2 до 9 раз по мере увеличения интенсивности измельчения и не превышает 5 масс. %.

В течение последних нескольких десятилетий наночастицы привлекают значительное внимание исследователей в области химических, биомедицинских, фармацевтических наук ввиду их уникальных физико-химических свойств, включая ультрамаленький размер, большую площадь поверхности, хорошую биосовместимость и высокую реактив- ность. В частности, наночастицы являются многообещающими для фармацевтической и биомедицинской сфер в качестве носителей лекарственных веществ и диагностических инструментов. Однако наночастицы могут легко быть детектированы и очищены мононулекарной фагоцитозной системой до того, как смогут доставить лекарство к целевому участку. Один из наиболее часто применяемых методов продления времени циркуляции наночастиц – модификация их поверхности полиэтиленгликолем (ПЭГ). Дано описание, как происходит ПЭГилирование, а также как применяются различные ПЭГилированные наночастицы в доставке лекарственных веществ.

Отработана методика изготовления композиционного носителя катализатора с применением 50 масс. % термо- расширенного графита методом прессования в гранулы. Опробована методика внесения жидкой фазы для получения равномерно смоченного порошка смеси формования для приготовления носителя катализатора. Получены зависимо- сти плотности образцов носителя катализатора от давления прессования. Определены структурные характеристики изготовленных образцов, такие как удельная площадь поверхности, пористость, объемы микро- и мезопор, распреде- ление пор по размерам. Найдено, что полученные образцы носителя катализатора с применением терморасширенного графита обладают удельной поверхностью около 340 м2/г, суммарным объемом пор порядка 0,28 см3/г при истинной плотности 2,3…2,5 г/см3 практически вне зависимости от давления прессования во всем диапазоне от 16 до 230 МПа. Коэффициент теплопроводности спрессованного при давлении 230 МПа образца носителя катализатора с применени- ем углерода составил 3,6 и 12,2 Вт/(м⋅К) вдоль оси гранулы и перпендикулярно ей соответственно. Данное расхожде- ние обусловлено ориентацией теплопроводящего компонента композиционного носителя катализатора – терморасши- ренного графита. Данный образец – анизотропный по прочности, что аналогично анизотропии по теплопроводности и обусловлено ориентацией частиц теплопроводящего компонента. Для разных направлений получены величины проч- ности носителя катализатора, которые составили 39,35 и 87,6 Н/гранулу вдоль оси гранулы и перпендикулярно ей соответственно.

Изучена взаимная растворимость и полимеризация в системе фурфурол–гидрохинон–уротропин. При активиро- вании карбонизированного полимера гидроксидом калия получен микропористый углерод. Обнаружено, что в зави- симости от массового соотношения KOH к карбонизованному полимеру, удельная площадь поверхности активиро- ванного угля варьируется от 2010 до 3307 м2/г, объем микропор – от 0,941 до 1,124 см3/г. Рассчитаны параметры по- верхности и пористости модельных углеродных структур с однородными квадратными или гексагональными порами. Предполагается, что объем микропор полученных активных углей приближается к теоретическому пределу. Получен- ные угли могут использоваться в качестве эффективных адсорбентов.

В данном исследовании изучено влияние добавки LiNi1/3Mn1/3Co1/3O2 (NMC111) в материал катода на емкость и удельную энергию гибридного литий-ионного суперконденсатора (ГЛИСК) с положительным электродом на основе активного угля, отрицательным электродом на основе графита и вспомогательным литиевым электродом. Введение 35 масс. % NMC111 позволило добиться увеличения удельной емкости накопителя энергии на ~ 77 % по сравнению с литий-ионным суперконденсатором (ЛИСК) с катодом на основе чистого, недопированного активного угля. Установлено, что циклирование при высоких плотностях тока не вызывает значительных изменений характеристик ГЛИСК. Продемонстрировано, что такой тип гибридного элемента обладает двумя преимуществами. При низких плотностях тока он проявляет зарядно-разрядные свойства литий-ионного аккумулятора с высокой удельной энерги- ей, а при высоких плотностях тока – свойства литий-ионного суперконденсатора с высокой удельной мощностью.

Исследована кинетика сорбционного извлечения катионов Al3+ и La3+ из раствора фосфорной кислоты синтети- ческим макропористым катионитом. Для выявления лимитирующей стадии процесса кинетические данные, получен- ные при различных температурах, аппроксимированы моделями псевдо-первого, псевдо-второго порядков, моделью Еловича, а также моделью Бойда для различных случаев диффузионного торможения. Установлено, что кинетика адсорбции ионов лантана определяется преимущественно скоростью поверхностной химической реакции, в то время как адсорбция ионов алюминия лимитируется диффузионными процессами. Вероятной причиной селективности адсорбции может являться образование различных по форме и прочности комплексных соединений между катионами металлов и фосфат-анионами.

Рассмотрены способы модифицирования бетона малослойным графеном и оксидом графена. Установлено, что оксид графена и малослойный графен, полученный методом жидкофазной сдвиговой эксфолиации, значительно повышают прочность бетона. По нашему мнению, малослойный графен имеет лучшие перспективы, поскольку он дешевле и технология его производства является экологически чистой. Жизнеспособность и будущее графена во многом зависит от наличия такого метода, который позволяет массово производить высококачественный графен по доступной цене. В связи с этим жидкофазное расслоение графита с образованием малослойного графена, который можно использовать для модифицирования бетона, оказалось конкурентоспособным решением. Сформулированы следующие основные задачи, которые необходимо решить для организации промышленного производства малослой- ного графена: сократить концентрацию малослойного графена в бетоне; повысить концентрацию малослойного графена в суспензии; разработать промышленную технологию производства концентрата с высоким содержанием малослойного графена; провести полномасштабные экспериментальные исследования по определению оптимальной концентрации малослойного графена в бетоне.

Установлено, что получить моторное топливо для дизельных двигателей, отвечающее требованиям современных экологических стандартов, невозможно без применения присадок. В процессе деароматизации и гидрообессеривания дизельной фракции нефти происходит удаление поверхностно-активных веществ, способных защищать трущиеся поверхности от износа, что ухудшает смазывающую способность дизельного топлива. Определены преимущества и недостатки использования биодизельного топлива. Выявлено, что причиной несоответствия физико-химических характеристик биодизельного топлива требованиям нормативно-технической документации является наличие в нем только высокомолекулярных преимущественно непредельных компонентов (метиловых эфиров жирных кислот). Доказано, что прямое гидрирование компонентов биодизельного топлива приводит к резкому увеличению их температур кипения и плавления, что делает восстановленное топливо непригодным для практического использова- ния в современных дизельных двигателях. Улучшить эксплуатационные и экологические свойства современных дизельных топлив можно путем добавления к ним биодизельного топлива и низкомолекулярных предельных сложных эфиров.Предложен новый состав трехкомпонентного смесевого моторного топлива: первый компонент – минеральное дизельное топливо (40 об. %); второй компонент – наиболее тяжелый – высокомолекулярное биодизельное топливо (50 об. %); третий компонент – наиболее легкий – низкомолекулярные предельные эфиры (10 об. %). Установлено, что для получения трехкомпонентного смесевого моторного топлива наиболее перспективным является смешивание минерального дизельного топлива с высокомолекулярным биодизельным топливом и низкомолекулярными предель- ными сложными эфирами. Определены наиболее оптимальные источники растительного сырья для приготовления высокомолекулярного компонента топлива. Подобраны исходные соединения и параметры реакции этерификации для получения низкомолекулярного компонента. Разработан технологический процесс переработки сырья растительного и органического происхождения для добавления к минеральному дизельному топливу. Впервые экспериментально определены физико-химические, эксплуатационные и экологические характеристики трехкомпонентного смесевого моторного топлива.

Сегодня общемировое потребление энергии, связанное с отоплением, кондиционированием (охлаждением) и освещением зданий (составляет около 40 %) может быть в значительной мере уменьшено за счет использования хромогенных материалов или так называемой технологии Smart Window. Приблизительно 20 – 25 % экономии тепло- вой энергии за счет уменьшения тепловых потерь через окно и экономия 25 – 30 % электрической энергии, затрачи- ваемой на освещение, будет получено при использовании Smart Window вместо обычных окон, которые являются менее энергоэффективным компонентом в зданиях. Представлены обзор электрохромных материалов и практика их применения в различных оптических устройст- вах, а также методы их получения. Рассмотрены перспективы применения различных электрохромных материалов в качестве покрытий оконных стекол, зеркал, дисплеев большой площади. Приведен анализ электрохромных устройств на основе наноструктурированных материалов, используемых в различных приложениях. Рассмотрены последние достижения и наработки в области электрохромных материалов, приведены результаты исследований и возможности их использования для защиты от светового излучения, в частности использования их в качестве свето- фильтров и модуляторов света для оптоэлектронных устройств.