Архив

Новый нанокомпозит полигидрохинон / графен синтезирован и проанализирован методами рентгеновской дифракции, рамановской спектроскопии, термогравиметрии, сканирующей и просвечивающей электронной микро- скопии. Его использовали в качестве адсорбента для удаления ионов металла свинца из водного раствора. Макси- мальная адсорбционная емкость по данному иону составила 156,5 мкг/г в течение 60 мин при pH 6,0, дозе адсорбента 3,0 г/л и температуре 25 °С. Процесс удаления ионов свинца проходил согласно моделям Ленгмюра, Темкина и Дуби- нина–Радушкевича. Адсорбция из воды выполнена с использованием моделей псевдо-первого порядка, моделей Ело- вича и внутренней диффузии. В целом, используемый адсорбционный метод является быстрым, экологичным и эко- номически эффективным, поскольку его можно применять в естественных водных условиях. Таким образом, данный материал может быть задействован для удаления ионов свинца из любых водных сред.

Исследованы закономерности влияния условий деформационной обработки и размера упрочняющей γ′-фазы на формирование мелкозернистой структуры типа микродуплекс в жаропрочном сплаве (суперсплаве). Показано, что при горячей деформации сплавов c изоморфной γ′-фазой в зависимости от ее размера, объемной доли и степени деформа- ции рекристаллизация протекает как по непрерывному, так и прерывистому механизмам. Установлено, что при горя- чей деформации в γ + γ′-области (0,7…0,85 Тпл) жаропрочного сплава с предварительно скоагулированной γ′-фазой наблюдается развитие непрерывной динамической рекристаллизации, в ходе которой происходит образование в ис- ходных крупных зернах субзеренной структуры с размером субзерен, соизмеримым с межчастичным расстоянием, и ее постепенная трансформация в мелкозернистую структуру типа микродуплекс с высокоугловыми межфазными и межзеренными границами.

Дано описание процедуры синтеза анионообменных мембран, большей частью основанных на мембранах со смешанной матрицей (МСМ), путем сшивания либо хитозаном (ХЗ), либо хитозаном с поливиниловым спиртом (ХЗ : ПВС), либо хитозаном с хондроитинсульфатом (ХЗ : ХС) в пропорции 50 : 50 масс. %. Легирование мембран ХЗ, ХЗ : ПВС и ХЗ : ХС диспергирующим агентом – производным аминокумулена (АК, полученным поликонденсацией гексаметилентетрамина в среде безводной кислоты) и углеродистым материалом, изготовленным из многостенных углеродных нанотрубок (УНТ) и диспергированным в АК (АК/УНТ), охарактеризовано исследованием топологии с помощью сканирующей электронной микроскопии, определением поглощения воды и анализом рентгеновской ди- фракционной спектроскопии вместе с измерением анионной проводимости с использованием электрохимической импедансной спектроскопии. Результаты показали, что модификация МСМ вышеуказанными неорганическими угле- родистыми наполнителями (АК и АК/УНТ) значительно улучшает проводимость ОН– для всех мембран. Модифици- рованные смешанные мембраны ХЗ : ХС показали самую высокую ионную проводимость. Водопоглощение увеличи- лось для модифицированных мембран ХЗ и ХЗ : ПВС, тогда как произошло заметное снижение водопоглощения для мембран на основе ХЗ : ХС. Лучшие мембраны с точки зрения анионной проводимости связаны с кристалличностью и поглощением воды.

Представлена методика прогнозирования работоспособности древесных композитов в строительных изделиях и конструкциях, позволяющая учитывать действие факторов внешней среды: замораживание-оттавание, климатические воздействия, температуру. Даны описание влияния внешних воздействий на долговечность древесных композитов и способы определения поправок, учитывающих их действие.

Получение высокопрочных и высококачественных бетонов с комплексом механических и эксплуатационных свойств успешно решается модифицированием его структуры добавками различного функционального назначения. Представлены результаты исследования влияния модификаторов на основе углеродных нанотрубок (УНТ) на прочно- стные характеристики легкого бетона. Установлено, что введение малых концентраций модификаторов на основе уг- леродных нанотрубок значительно ускоряет отверждение цементного камня и бетона, особенно на ранних стадиях твердения. Применение наноструктурирующих модификаторов в строительных композитах, в частности в составах легкого бетона, дает возможность не только получать улучшенные характеристики, но и позволяет снижать расход исходных компонентов при сохранении физико-механических характеристик легкого бетона.

Исследована адсорбция редкоземельного элемента скандия на нанокомпозите, синтезированном на основе угле- родных нанотрубок, модифицированных полианилином. С помощью методов сканирующей электронной микроско- пии, спектроскопии комбинационного рассеяния и термогравиметрии определены физико-химические свойства сор- бента. Проведены равновесные и кинетические экспериментальные исследования процесса поглощения ионов скандия из сернокисло-хлоридных растворов. Кинетические результаты обработаны с помощью моделей псевдо-первого и псевдо-второго порядков, внутренней диффузии, а также модели Еловича. Равновесные сорбционные данные описаны моделями Ленгмюра, Фрейндлиха, Генри и Дубинина–Радушкевича. Кинетические исследования показали, что время достижения сорбционного равновесия для исследуемого материала составляет 10 мин. Максимальная адсорбционная емкость нанокомпозита по модели Ленгмюра достигает 2,23 мг/г. Исследование кинетики адсорбции показало, что извлечение ионов скандия проходит в смешанно-диффузионном режиме наряду с взаимодействием «сорбат–сорбат». Равновесные адсорбционные данные хорошо коррелируются в координатах моделей Генри, Ленгмюра и Дубинина– Радушкевича, что говорит о монослойном поглощении. Расчетное значение свободной энергии адсорбции говорит о физической природе извлечения ионов скандия на нанокомпозите.

Проведено исследование процесса гравитационного смешивания нанодисперсных материалов во встречных по- токах ссыпающихся вееров. С учетом ряда допущений дан анализ трехстадийного процесса ссыпания материала с наклонной плоскости и формирования падающего веера. Введено понятие ячейки в форме элементарного объема, содержащего частицы материала. Показано, что размер элементарной площади веера определяется высотой его рас- крытия и скоростью падения материала. На основании предложенной физической модели сформулировано условие оптимума, при котором происходит наложение способных к взаимному проникновению частиц веерных потоков друг на друга. Предложенная модель по- зволяет с большой достоверностью определять вероятности внедрения ячеек из потока в поток (т.е. в конечном счете, определить качество смеси), и получила экспериментальное подтверждение. Установлены основные факторы, влияющие на качество смешивания и конструктивные параметры проектируе- мого оборудования для обработки нанодисперсных материалов.