bluuebunny/crossref_metadata_2025_split huggingface dataset:
Наноразмерные эффекты металл-ионообменных композитов в электрохимическом восстановлении растворенного в воде кислорода
Authors: Кравченко Тамара Александровна , Шевцова Екатерина Александровна , Крысанов Вячеслав Александрович 
Published: April 2022

В работе получены нанокомпозиты, содержащие наночастицы металла (Cu) в макропористой сульфокатионообменной матрице. Исследованы процессы объемного химического осаждения металла в ионообменную матрицу нового поколения (Lewatit K2620), отличающуюся монопористой структурой, и получены различного нанометрового размера и содержания частицы металла на ее поверхности и в порах.
Рентгенографически выявлено, что в основном частицы осажденного металла имеют наномасштабный размер. В зависимости от природы восстановителя (дитионит натрия, боргидрид натрия) и прекурсора (гидроксид натрия, аминоуксусная кислота) размеры частиц осажденного металла составляют в среднем от 10 до 32 нм. Микроскопически отмечено образование ассоциатов базовых частиц размером 100-300 нм. Содержание наночастиц металла (емкость нанокомпозита по металлу) находится в зависимости от числа циклов осаждения и составляет от 0.3 до 9.4 мэкв.см-3 для 1-10 циклов. Размер частиц несколько увеличивается (в 1.5-2 раза) с ростом числа циклов осаждения.
Исследован процесс поглощения молекулярного кислорода из воды на катодно поляризованных зернистых слоях нанокомпозитов медь – сульфокатионообменник. С наложением тока катодного направления количество поглощенного кислорода возрастает, определенную долю составляет электрохимическая компонента: убыль кислорода происходит как за счет его восстановления током, так и за счет химического окисления наночастиц металла. Экспериментально показано, что концентрация кислорода на выходе из зернистого слоя и количество поглощенного кислорода проявляют зависимость от размерных факторов. В условиях электрохимической поляризации размерные факторы являются действенным инструментом интенсификации процесса восстановления кислорода. Снижение размера частиц металлического компонента закономерно соответствует росту скорости процесса в целом. Скорость процесса в зависимости от количества циклов осаждения металла возрастает, проявляя перколяционный эффект, определяющий тот предельный уровень содержания металлического компонента в нанокомпозите, при котором процесс становится максимально эффективен.
При электрохимической поляризации процесс вытесняется из внутридиффузионно-химической области лимитирования во внешнедиффузионную, обеспечивающую более высокую скорость. В области допредельных токов процесс электровосстановления кислорода осложнен внутренней диффузией и химической реакцией, и, следовательно, закономерно зависит от размерных факторов.
Использование смешанных растворителей для определения концентраций растворенных веществ методом оптической микрометрии
Authors: Смирнова Мария Александровна , Гагарин Александр Николаевич , Токмачев Михаил Геннадьевич , Тробов Хамза Турсунович , Ферапонтов Николай Борисович 
Published: April 2022

Настоящая работа посвящена изучению и анализу кинетики набухания поливинилового спирта в растворах электролитов на основе смешанного растворителя изопропанол-вода с объёмной долей изопропанола 65%. В ходе исследований была изучена кинетика набухания сшитого ПВС в водно-изопропанольных растворах HCl, NaOH и NaCl. В работе рассматриваются и анализируются общие свойства кинетических кривых, полученных при регистрации изменения объема гранулы ПВС в исследуемых растворах, формулируются общие выводы о закономерностях изменения степени набухания ПВС, такие как: суммарное изменение объема геля, наличие и глубина экстремума, равновесные значения степени набухания гранул ПВС.
Показано, что чувствительность метода оптической микрометрии для всех исследованных растворов в случае использования растворителя вода-изопропанол значительно выше, чем в случае использования в качестве растворителя воды. Обнаружено, что чувствительность метода снижается при уменьшении концентрации аналита, однако остается выше, чем в водных растворах.
С целью сокращения времени анализа показана возможность определения концентраций растворенных веществ по начальным участкам кинетических кривых, получаемых в анализируемых растворах с помощью метода оптической микрометрии. По полученным кинетическим данным для каждого исследованного вещества были построены поверхности, отражающие зависимость степени набухания гранулы ПВС от концентрации раствора и от времени нахождения в этом растворе. Такие поверхности позволяют определять концентрацию вещества в исследуемом растворе в любой момент времени при наложении на них экспериментальных данных даже в том случае, если массив этих данных состоит из одной точки.
Структура и сорбционные свойства мезопористых кремнеземов, синтезированных при варьировании температуры и кремниевой основы
Authors: Хлуднева Алина Сергеевна , Карпов Сергей Иванович , Рёсснер Франк , Селеменев Владимир Федорович 
Published: April 2022

Упорядоченные мезопористые кремнезёмы могут быть использованы как эффективные адсорбенты для выделения и очистки веществ различной полярности. Ранее было показано, что такие материалы способны селективно сорбировать α-токоферол и β-каротин. Однако для достижения максимальной эффективности процесса необходим выбор оптимальных условий синтеза сорбентов. Множество работ посвящено рассмотрению изменений структурных характеристик в зависимости от условий синтеза. Однако корреляция между этими условиями и сорбционными свойствами практически не изучена. Цель работы - изучение структурных и сорбционных свойств наноструктурированных аналогов SBA-15 при варьировании температуры и источника оксида кремния.
Синтез кремнезёмов осуществляли методом золь-гель синтеза с гидротермальной обработкой в реакционной смеси, включающей коллоидный раствор силиката Ludox HS-40 или тетраэтоксисилан в качестве источника оксида кремния, Pluronic P123, HCl и H2O. Методами низкотемпературной адсорбции/десорбции азота и ИК-спектроскопии проведён анализ структуры синтезированных материалов. Методом динамического рассеяния света изучено мицеллообразование триблоксополимера Pluronic P123 в зависимости от температуры.
Влияние температуры на свойства кремнезёмов проявляется, прежде всего, в зависимости мицеллообразования триблоксополимера от указанного параметра. В условиях синтеза из тетраэтоксисилана при температурах выше 21 °C образуются материалы с упорядоченной структурой, т. к. в этих условиях формируется гексагональная фаза шаблона. При этом в случае использования в качестве источника оксида кремния Ludox HS-40 не удалось получить материалы с аналогичной структурой, требуется изменение кислотности среды.
Рассмотрена сорбция в статических условиях α-токоферола и β-каротина синтезированными материалами. Проведено сопоставление сорбционных свойств кремнезёмов с их структурой и природой сорбционных центров. Отмечено, что количество сорбированного вещества выше для материалов с большей площадью поверхности и высокой степенью упорядочения.
Кинетика сорбции ионов серебра на синтетическом цеолите NaX
Authors: Черноокая Евгения Валерьевна , Сивкова Виктория Андреевна , Ротманов Константин Владиславович 
Published: April 2022

Сорбенты на основе цеолитов используются для предотвращения выбросов в окружающую среду изотопов йода и цезия при эксплуатационных режимах работы атомных электростанций и в технологических процессах переработки ядерного топлива. Что очень важно, при работе с радионуклидами, радиационная стойкость цеолитов довольно высока. Так, синтетический цеолит NaX при поглощённых дозах до 1010 рад не отмечается ухудшения его физико-химических свойств. Для выделения изотопов йода применяются серебросодержащие сорбенты на основе цеолитов. По анализу литературных данных, синтетический цеолит NaХ может быть использован для изготовления такого серебросодержащего сорбента для удаления йода из растворов и газов. Однако в литературе не описаны кинетические зависимости сорбции серебра при изготовлении серебросодержащего сорбента на основе синтетического цеолита NaХ, что затрудняет обоснование режимов его изготовления.
Данная работа посвящена исследованию кинетики сорбции ионов серебра на синтетическом цеолите NaX. Авторами были исследованы закономерности сорбции ионов серебра на синтетическом цеолите NaX в зависимости от размера зерен цеолита. Все эксперименты проводились в статических условиях. Торговый синтетический цеолит NaX измельчали и разделяли при помощи аналитических сит на три фракции: 0.0250-0.3000 см; 0.0063-0.0250 см; 0.0050-0.0063 см.
В процессе выполнения экспериментов было определено максимально достигнутое содержание ионов серебра в цеолите, которое составило 540±10 мг/1 г цеолита. Авторы провели оценку кинетических параметров процесса сорбции ионов серебра на синтетическом цеолите NaX. Были рассчитаны коэффициент диффузии ионов серебра в фазу цеолита NaX, константа скорости (кинетический коэффициент) внутридиффузионного процесса сорбции ионов серебра синтетическим цеолитом NaX в зависимости от размера зерна изучаемого цеолита. Математическая обработка полученных кинетических кривых позволяет уверенно судить о наличии внутридиффузионного торможения массопереноса серебра в зерне синтетического цеолита NaX.
Определение цефазолина и цефотаксима в жидких средах модифицированными пьезоэлектрическими сенсорами
Authors: Шаповалова Анна Алексеевна , Зяблов Александр Николаевич 
Published: April 2022

В статье представлены результаты использования пьезоэлектрических сенсоров на основе полимеров с молекулярными отпечатками для определения двух антибиотиков цефалоспоринового ряда – цефазолина и цефотаксима в жидких средах. Целью работы являлась разработка пьезоэлектрических сенсоров на основе полимеров с молекулярными отпечатками антибиотиков цефазолина и цефотаксима для их определения в жидких средах.
Для определения антибиотиков пьезоэлектрические кварцевые резонаторы модифицировали полимерами с молекулярными отпечатками. Синтез ПМО проводили на основе сополимера 1,2,4,5-бензолтетракарбоновой кислоты и 4,4′-диаминодифенилоксида производства ОАО МИПП НПО «Пластик» (Москва). Для этого готовили полимеризационную смесь, содержащую сополимер и раствор антибиотика в дистиллированной воде в N,N-диметилформамиде (ДМФА) в соотношении 1:2. Методом штампования смесь наносили на поверхность электрода сенсора. Проводили термоимидизацию в сушильном шкафу в два этапа при 80оС и затем при 180°С. После чего сенсоры охлаждали до комнатной температуры и помещали на 24 часа в дистиллированную воду для удаления шаблона.
Определение антибиотиков в жидких средах проводили методом градуировочного графика. Для построения, которого готовили стандартные растворы антибиотиков в диапазоне концентраций 0.1-1.0·10-7 г/дм3. С увеличением концентрации аналита в растворе происходит уменьшение аналитического сигнала модифицированного пьезосенсора. При этом наблюдается линейная градировочная зависимость с коэффициентом детерминации R2>0.99. Предел обнаружения составляет для цефазолина – 1.0·10-6 г/дм3, для цефотаксима – 1.0·10-5 г/дм3, диапазон определяемых концентраций антибиотиков 0.1-1.0·10-6 и 0.1-1.0·10-5 г/дм3, соответственно. Импринтинг-фактор для ПМО-цефазолин составляет 61.6, а для ПМО-цефотаксима – 10.0. Коэффициент селективности рассчитывали по отношению к цефотаксиму для ПМО-цефазолина равен 0.052, а для цефотаксима (по отношению к цефазолину) – 0.39. Сенсоры избирательны только к целевым молекулам-темплатам. Установлено, что матрица молока не влияет на аналитический сигнал. Сенсоры в бинарных растворах антибиотиков проявляют селективность к тому антибиотику, который служил шаблоном для синтеза ПМО. Пьезосенсоры на основе полимеров с молекулярными отпечатками ПМО-цефазолина и ПМО-цефотаксима являются высокоспецифичными к определению молекул темплата, в индивидуальных и многокомпонентных смесях.
Комплексная оценка показателей качества пива, получаемого микрофильтрацией с использованием керамических мембран
Authors: Ключников Андрей Иванович , Полянский Константин Константинович , Ключникова Дина Васильевна 
Published: April 2022

Как показывает практический опыт современной пивоваренной отрасли, доля участия мембранной технологии в процессах производства пива постоянно увеличивается. И если 20-30 лет назад мембранные процессы можно встретить только в подготовке воды, то сегодня они являются альтернативой не только намывной и ПВПП-фильтрации, но и тепловой пастеризации. При реализации мембранных технологий в пивоварении, в частности, процесса микрофильтрации, возможно получение продукта с абсолютно иными качественными преимуществами. В отличие от многостадийной намывной фильтрации, ПВПП-стабилизации, обеспложивания, тепловой пастеризации, мембранная обработка не изменяет первоначального вкуса пива, протекает гораздо быстрее и сопровождается меньшими энергозатратами. Более того, существенно повышается микробиологическая стабильность и чистота производства и технологического оборудования.
С появлением нового поколения керамических мембран стало возможным обеспечение стабильных показателей качества готовой продукции, осуществление процесса мембранной обработки с минимальной абсорбцией экстрактивных веществ, микроорганизмов, белков и т.д. Степень абсорбции вышеперечисленных компонентов будет являться лимитирующим фактором при выборе разрешающей способности керамической мембраны, обеспечивающей с одной стороны требуемую коллоидную и биологическую стойкость, а с другой – стабильные показатели качества.
Цель работы состояла в оценке применимости процесса микрофильтрации пива с использованием керамических мембран для увеличения биологической и коллоидной стойкости, а также определение комплексных показателей качества пива в сравнении с традиционными технологиями, а именно, намывным фильтрованием и тепловой обработкой (пастеризацией).
В работе исследованы аминокислотные составы образцов пива: исходного нефильтрованного непастеризованного пива, реализуемого в условиях пивного ресторана и имеющего срок годности по технологической инструкции до 15 сут.; фильтрованного непастеризованного и фильтрованного пастеризованного образцов пива, произведенных в условиях крупного пивзавода с использованием традиционных процессов намывной фильтрации, ПВПП-стабилизации и тепловой пастеризации, имеющего срок годности до 3 мес; пива, осветленного на керамической мембране с разрешающей способностью 0.8 мкм. Представлены результаты исследований физико-химических показателей пива, осветленного на керамических мембранах с размерами пор 0.14; 0.20; 0.30; 0.45; 0.80 и 1.4 мкм, прогнозируемой стойкости пива, осветленного на керамической мембране с размером пор 0.45 мкм.
Применение микротермодесорбера для концентрирования следовых количеств углеводородов в воздухе
Authors: Платонов Игорь Артемьевич , Платонов Владимир Игоревич , Ледяев Михаил Евгеньевич , Ворон Сергей Владимирович 
Published: April 2022

Точное и экспрессное определение следовых количеств летучих органических соединений (ЛОС) остается одной из наиболее актуальных задач аналитической химии, что обусловлено большой востребованностью анализ таких газовых сред при проведении экологического мониторинга и экспертиз различного типа. В настоящее время стремительное развитие приборостроения приводит к увеличению мобильности аналитических приборов, в том числе в результате снижения их габаритов. В данной работе описана конструкция МЭМС преконцентратора –микротермодесорбера (МТД) на основе микрофлюидных систем, а также представлены результаты апробации данного устройства при проведении концентрирования следовых количеств углеводородов в воздухе
Устройство включает планарную колонку, наполненную модифицированным силикагелем (60С), к которой присоединены два газовых штуцера для входа и выхода анализируемого газа. Роль охлаждающего и нагревающего элемента выполняет элемент Пельтье. Для обеспечения требуемых температурных режимов в составе МТД реализован ПИД-регулятор на программируемом микроконтроллере и электронной плате, который позволяет автоматизировать работу МТД и обеспечить поддержание температуры в пределах ±0.3°С на этапе сорбции и ±1.0°С на этапе десорбции.
В результате исследования был разработан микротермодесорбер. На примере определения пентана и изо-пентана в воздухе установлено, что использование данного устройства в сочетании с портативным газовым хроматографом ПИА позволяет экспрессно проводить определение микропримесей ЛОС в воздухе: время одного цикла анализа с учетом проведения стадии концентрирования составляет около 20 минут. Высокая чувствительность анализа с использованием микротермодесорбера обеспечивается за счет концентрирования ЛОС в 40-50 раз при анализе смесей изо-пентана (0.25-2.5 ppm) и пентана (0.22-2.2 ppm) в воздухе. Разработана управляющая программа для микротермодесорбера позволяет эффективно проводить очистку сорбента, на котором осуществляется процесс сорбции, для последующего цикла анализа. Малые габариты и высокая производительность микротермодесорбера позволяют использовать его как в лабораторных, так и в полевых условиях.
Мезопористый диоксид титана, допированный диспрозием, как эффективный адсорбент некоторых органических поллютантов
Authors: Шмелев Александр Александрович , Шафигулин Роман Владимирович , Буланова Анджела Владимировна 
Published: April 2022

Исследование адсорбционных свойств диоксида титана (TiO2) является актуальной задачей, поскольку он обладает рядом преимуществ по сравнению с другими адсорбентами, такими как широкая доступность, низкие стоимость и токсичность. Целью работы являлось исследование влияния допанта диспрозия на адсорбционные свойства мезопористого диоксида титана.
Были получены три образца диоксида титана, допированные различным количеством диспрозия – 2.2, 9.5 и 17.9 масс.% – Dy(2.2)/TiO2 Dy(9.5)/TiO2 и Dy(17.9)/TiO2. Наличие диспрозия в структуре TiO2 было подтверждено методом рентгеноспектрального микроанализа (РСМА). Текстурные характеристики полученных материалов были определены методом низкотемпературной адсорбции-десорбции азота. Для изучения структуры полученных материалов использовали рентгенофазовый анализ (РФА). Адсорбционные свойства материалов изучали на примере адсорбции метилового оранжевого, ализаринового красного С, бензола и м-, о-ксилолов из их водных растворов.
На дифрактограммах допированных образцов не обнаружены ярко выраженные характерные рефлексы для фазы Dy2O3, что может говорить о статистическом расположении Dy3+ в междоузлиях или на поверхности кристаллитов TiO2. Размер кристаллитов у допированных образцов уменьшился по сравнению с размером для недопированного TiO2. Все изотермы характеризуются наличием петель гистерезиса, что является характерным признаком изотерм IV типа Ленгмюра и указывает на то, что все синтезированные образцы являются мезопористыми материалами. Удельная поверхность допированных образцов увеличивается по сравнению с недопированным TiO2. Показано, что при допировании диспрозием улучшаются адсорбционные характеристики всех исследуемых образцов. Для ализарина красного С, бензола, м- и о-ксилолов самую высокую адсорбционную активность проявляет образец Dy(2.2)/TiO2, концентрация м- и о-ксилолов в растворе после 2.5 часов уменьшилась на 79.2 и 78% соответственно, бензола на 94%; ализарин красный С адсорбировался полностью уже через 1.5 часа. Наибольшую адсорбционную активность к метиловому оранжевому проявляют образцы мезопористого диоксида титана, допированного 9.5% и 17.9% диспрозия.
Сорбция ионов Pb2+, Mn2+ на модифицированном бентоните
Authors: Мамедова Саадат Аббас кызы , Исмайлова Вусаля Анвер кызы , Махмудов Фахреддин Теймур оглы , Теймурова Эльмира Мурсал кызы , Абдуллаева Лейла  Алим кызы 
Published: April 2022

В настоящее время проблема загрязнения природной среды становится наиболее значимой во всем мире. Одним из распространенных загрязнителей сточных вод, являются ионы тяжелых металлов (ИТМ), они представляют опасность для окружающей среды. Проблема извлечения ИТМ из сточных вод в настоящее время является актуальной с научной и практической точек зрения. Адсорбционное извлечение ИТМ является одним из способов очистки сточных вод. В последнее время особую роль в создании новых сорбентов с ценными сорбционными свойствами играет модификация легкодоступных, дешевых и перспективных природных алюмосиликатов. Модифицированные алюмосиликатные минералы являются лучшими адсорбентами по отношению к ионам тяжелых металлов и органическим красителям. Монтмориллонит - основной породообразующий минерал глины обладает высокой удельной поверхностью и емкостью катионного обмена, поэтому процессы сорбции на таком природном материале весьма эффективны. Для извлечения тяжелых металлов, в последнее время, широко используются монокатионозамещенные Na+-, Ca2+-, Ba2+-, Fe3+ -формы монтмориллонита и органобентониты, которые хорошо адсорбируют ионы Cu2+, Fe3+, Co2+, Cd2+, Mn2+, Pb2+, W3+, Mo2+. Целью работы было изучение структуры природного и модифицированного бентонита, а также адсорбции ионов тяжелых металлов на модифицированном бентоните.
В настоящей работе в качестве адсорбента для сорбции ионов Pb(II), Mn(II) был использован октадециламинобентонит (ОДА-Б). Органобентонит (ОБ) получен на основе природного бентонита путем ионного обмена. Сорбционную способность органобентонита определяли в статических условиях, при 20оС. Адсорбатами являлись соли свинца(II) и марганца(II) как важнейшие загрязнители сточных вод. Эксперименты проводили на модельных водных растворах, приготовленных из нитратов и сульфатов указанных металлов Pb(NO3)2, MnSO4∙4H2O. Концентрации ионов металлов в модельных растворах варьировались в диапазоне 0.1-0.5 ммоль/дм3. Изучено влияние времени контактирования, рН-среды на адсорбцию ионов Pb2+ и Mn2+. Для установления времени химических равновесий сорбции ионов Pb2+ и Mn2+исследована кинетика сорбции этих ионов. Для установления равновесных состояний сорбции ионов Pb2+ и Mn2+достаточно 2-3 часа времени. Во всех случаях равновесные концентрации достигается в течение 15-45 мин.
Методом сканирующей электронной микроскопии (СЭM), инфракрасной спектроскопиии и рентгенофазового анализа изучена структура природного и модифицированного бентонита. Установлено, что с увеличением концентрации указанных ионов в растворах в пределах 0.1-0.5 ммоль/дм3 сорбционные емкости использованных сорбентов увеличиваются. Это свидетельствует о том, что органобентонит может служить селективным адсорбентом для извлечения ионов Pb2+и Mn2+ из сточных вод и жидких отходов. На основании экспериментальных результатов можно сделать вывод что, процесс сорбции указанных ионов на алюмосиликатных сорбентах происходит в основном по ионообменному механизму.