авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ БИБЛИОТЕКА РОССИИ

КОНФЕРЕНЦИИ, КНИГИ, ПОСОБИЯ, НАУЧНЫЕ ИЗДАНИЯ

<< 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 | 3 | 4 | 5 |   ...   | 9 |
-- [ Страница 1 ] --

Министерство образования и науки рФ

тоМский политехнический университет

институт природных ресурсов

МАТЕРИАЛЫ

XII Всероссийской

научно-практической

конференции студентоВ и молодых ученых

с международным участием

«химия и химическая технология В XXI Веке»

том 1

11–13 Мая 2011 г.

тоМск

УДК 54

Материалы XII Всероссийской научно-практической конференции студен-

тов и молодых ученых с международным участием «Химия и химическая технология в XXI веке». Том 1. Томск: Изд-во Томского политехнического университета, 2011. 347 с.

В сборнике представлены материалы XII Всероссийской научно практической конференции студентов и молодых ученых с международ ным участием «Химия и химическая технология в XXI веке». В докладах обсуждаются проблемы химии и химической технологии органических и неорганических веществ и материалов. Значительное внимание уде лено физикохимическим методам анализа и их применению в иссле довании объектов окружающей среды, а также ресурсосберегающим и безотходным технологиям, технологиям редких элементов, обезврежи ванию и утилизации токсичных веществ и материалов Статьи распределены по секциям и упорядочены в алфавитном порядке по фамилии первого автора.

Авторский указатель расположен после содержания Оргкомитет конференции:

634050, г. Томск, просп. Ленина, 30, ТПУ, корпус 2, ИПР, каф. ХТТиХК chemstud11@chtd.tpu.ru © Авторы © Томский политехнический университет Секция I Химия и химическая технология неорганических веществ и материалов Исследование влияния времени выщелачивания на количество извлекаемого железа для руды с ненарушенной структурой в динамических условиях Р.Р. Абдюшев, А.Ю. Тамурко Научный руководитель — доцент С.Г. Маслов Томский политехнический университет, 634050, Томск, пр. Ленина, 30, ruslanabdjushev@mail.ru Проблема устойчивого развития предприятий металлургического комплекса весьма актуальна для Сибирской металлургии, испытывающей острый дефицит руды из собственных сырьевых источников и вынужденной завозить из других удаленных районов. Но в Сибири имеется ряд крупных железорудных месторождений, освоение которых позволило бы удовлетворить потребность в руде на длительную перспективу. Одним из низ является Бакчарское железорудное месторождение.

Сильная обводненность этого месторождения объясняется залеганием над ним Васюганского торфяного массива. Одним из перспективных методов использования продуктов химического превращения торфа является его применение для подземного выщелачивания в качестве экстрагента.

Идея подземного выщелачивания представлялась неприемлемой для таких полезных ископаемых, как железо, требующих громадных объемов продуктивных растворов (соответственно минеральных кислот), специальных методов выделения железа из растворов и решения еще целого ряда технологических вопросов.

Целью работы было исследование влияния времени выщелачивания на количество извлекаемого железа для руды с ненарушенной структурой в динамических условиях.

Объектом исследования была руда Бакчарского железорудного месторождения, добытая при опытной гидродобыче. В качестве экстрагента использовалась фульвокислота торфа разной степени разложения, извлеченная по методике Института Торфа.

Как видно по графику при увеличении времени выщелачивания количество извлекаемого железа увеличивается приблизительно от 0,1 % до 31 %. По ходу прямой видно, что с увеличением времени выщелачивания количество извлекаемого железа увеличивается, хотя темпы увеличения становятся все меньше.

Положительное влияние фульвокислот на растворимость железной руды следует объяснить специфическими свойствами фульвокислот.

По сравнению с главным компонентом гумуса — гумусовыми кислотами (ГК), ФК они обладают Рисунок. Зависимость растворения железа из меньшими размерами руды с ненарушенной структурой от времени молекул, более выщелачивания с ФК при 50 °C.

насыщены кислородсодержащими функциональными группировками, растворимы в одной среде в широком диапазоне рН, поверхностно активны. ФК являются экологически безвредными.

Список литературы 1. Архипов В.С., Маслов С.Г., Домаренко В.А., Тепляков И.М. Перспективы использования торфа при переработке железных руд Бакчара.

2. Домаренко В.А., Молчанов В.И., Тепляков И.М. Геотехнологические методы разработки железорудных месторождений Западно-Сибирского бассейна // Геология и минеральные ресурсы Центральной Сибири Красноярск, КНИИГИМС, 2001. — вып.2. — С.169– 3. Емешев В.Г., Мазуров А.К., Боярко Г.Ю., Комаров А.В. Перспективы комплексного освоения Бакчарского железорудного месторождения //Материалы круглого стола. г. Томск, 16–17 марта, 2006г./Под общ. ред. В.Г.

Емешева, М.С. Паровинчака, А.В. Комарова — Томск: STT, 2006. — 23 с.

Разработка составов для получения кислотоупорных материалов А.В. Адыкаева Научный руководитель — к.т.н., доцент И.Б. Ревва Томский политехнический университет, 634050, Томск, пр. Ленина, 30, Е-mail: altyntelengit@mail.ru Кислотоупорными керамическими изделиями называют изделия, которые характеризуются плотной спекшейся структурой с высоким пределом прочности при сжатии, разрыве, стойкости к истиранию, газопроницаемостью и химической стойкостью по отношению к действию кислот и газов. Их широко применяют в химической, электрохимической, в цветной металлургии, пищевой и других отраслях промышленности [1–2].

Для производства кислотоупорной керамики применяют главным образом сравнительно чистые огнеупорные и тугоплавкие глины, которые при обжиге образуют плотные черепки. Большая потребность химической промышленности, цветной металлургии и других отраслей промышленного производства в кислотоупорных материалах, вынуждает ориентироваться при выпуске массовых изделий на наиболее доступное и дешевое сырье.





Южноуральское (Берлинское) месторождение огнеупорных глин является крупнейшим в Уральском регионе. По результатам расшифровки дифрактограммы (рисунок 1) установлено, что данная глина по минералогическому составу представляет собой каолинитовые глины с примесью иллита и кварца.

каолинит иллит кварц 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Рисунок 1. Дифрактограмма берлинской глины По величине коэффициента чувствительности к сушке (1,14) данная глина относится к высокочувствительному к сушке глинистому сырью, а по пластичности (17,2) — к среднепластичным глинам.

Оценка поведения в обжиге исследуемой глины свидетельствует о том, что она относится к глинам низкотемпературного спекания (таблица 1), поскольку температура ее полного спекания равна 1100 °С, температура вспучивания (пережога) составляет 1300 °С, интервал спекшегося состояния равен 200 °С.

Таблица 1. Обжиговые свойства берлинской глины Температура Прочность при Огневая Водопоглощение, % обжига, °С сжатии, МПа усадка, % 1000 22,2 18,0 4, 1100 24,6 4,5 8, 1200 23,7 2,3 10, 1300 17,9 1,5 12, 1350 21,7 1,4 9, С целью снижения температуры спекания берлинской глины исследовали смеси с добавлением фельзита в количестве от 10 до 30 % мас. с шагом 10 %. Исходный фельзит представляет собой породу желто-серого цвета с размером кусков от 1 см до 10 см. породу предварительно измельчали в щековой и конусной дробилках, затем в шаровой мельнице с фарфоровыми шарами до полного прохождения через сито 10 000 отв/см2.

Образцы формовали по пластичной технологии в виде кубиков с размером ребра 25 мм и плиточек 50 мм х 50 мм. После сушки в естественных условиях определяли технологические свойства масс.

Результаты определений представлены в таблице 2.

Таблица 2. Технологические свойства масс Количество фельзита, Прочность при сжатии, Воздушная усадка, % % мас. МПа 0 11,3 12, 10 7,6 3, 20 8,1 4, 30 8,6 4, 100 2,3 2, Установлено, что введение фельзита в количестве 10 % мас.

снижает воздушную усадку масс на 30 % и предел прочности при сжатии в 3 раза. Дальнейшее увеличение усадки масс с повышением доли фельзита в смеси обусловлено его высокой дисперсностью, что затрудняет влагоотдачу в процессе сушки образцов, при этом прочность при сжатии изменяется незначительно.

Влияние нанопорошков металлов на разрушение водонефтяных эмульсий А.С. Акимов Канд. хим. наук, научный сотрудник Т.А. Федущак Институт химии нефти СО РАН, 634021. г. Томск, пр-т Академический 4, zhmf@ipc.tsc.ru Подготовка нефти на промыслах занимает важное положение среди основных процессов, связанных с добычей, сбором и транспортировкой товарной нефти. От качества подготовленной нефти зависят эффективность и надежность работы магистрального трубопроводного транспорта, качество полученных из нее продуктов.

На всем протяжении освоения нефтяных месторождений в процессах подготовки нефти применяют широкий ассортимент химических реагентов — деэмульгаторов.

Деэмульгаторы — это поверхностно-активные вещества дифильной структуры, способствующие разрушению нефтяных эмульсий. При введении их в водонефтяную эмульсию (ВНЭ) деэмульгаторы (ДЭ) адсорбируются на поверхностном слое частиц дисперсной фазы, при этом разрушая защитный слой природных стабилизаторов нефтяных эмульсий (асфальтены, парафины, смолы и др.) [1]. Образующиеся вокруг глобул новые слои из молекул ДЭ практически не обладают механической прочностью. Благодаря этому, при столкновении глобул воды, облегчается их слияние и, следовательно, разрушение эмульсии.

По строению и химическому составу ДЭ весьма разнообразны. В основном — это неионогенные вещества, синтезированные на основе окисей этилена и пропилена, как отечественного (дипроксамин 157-65, проксамин 385-65, проксанол 305-65, СНПХ-44 и др.), так и импортного производства (дисолван 4411, дисолван 4490, сепарол WF 41 (ФРГ), оксайд-А, доуфакс-70 (США), R-11, Х-2647 (Япония) и др.).

Расход реагентов в зависимости от устойчивости эмульсии и температуры деэмульсации колеблется от 15–20 до 100–150 г/т.

Известно, что нанопорошки металлов, полученные методом электрического взрыва проводника и газофазного синтеза, обладают уникальными химическими и каталитическими свойствами. Не так давно появились сообщения об использовании такого рода наносистем в процессах добычи и транспорта нефти.

Целью данной работы являлось исследование влияния электровзрывных и газофазных нанопорошков металлов на процесс разрушения водонефтяных эмульсий.

Эксперименты выполняли на нефтяных эмульсиях состава 70 % H2O+30 % нефти Герасимовского месторождения (скв. 19), которые готовили механическим диспергированием (гомогонизатор МК-20, 6000 об/мин) в течение 5 минут. Промышленный ДЭ дисолван 4411, (как ДЭ сравнения) и нанопорошки металлов брали в количествах 40– 600 г/т. Контролировали температуру, время, концентрацию ДЭ в ВНЭ, а также полноту выделения водной фазы во времени. Процесс деэмульсации выполняли в присутствии НП Fe(C), Al при 20, 40, 50 и 70 °С в мерных цилиндрах.

В литературе отсутствуют сведения о применении твердофазных ДЭ. Возможно, это связано с тем, что твердофазным компонентам традиционно приписывают эффект упрочнения межфазных оболочек.

Однако, распределение на границе раздела твердого наноразмерного компонента с лиофобной или лиофильной поверхностью может вызывать иные эффекты по сравнению с одноименными добавками микронного диапазона.

В соответствии с результатами электронной микроскопии, среднечисловой размер газофазного (ГФ) НП железа в пироуглеродной оболочке, Fe(C), составлял менее 10 нм, а электровзрывного НП Al 80– 100 нм. Согласно ИК спектрам, на поверхности ЭВ НП Al присутствуют оксиды (пики в области 600–800 см–1), что позволяет предполагать гидрофильную природу поверхности и его сродство к водной фазе в составе ВНЭ. Вместе с тем, НП Fe(C), для которого в соответствии с ДТА-спектрами сплошность внешней оболочки нарушается только при 100 °C, имеет гидрофобную поверхность, что, возможно, будет обуславливать его перераспределение в нефтяную фазу.

При введение нанопорошка (НП) Fe(С) в водонефтяную эмульсию в количестве 300 г/т и выдерживании пробы при 20 °С, выделения воды в отдельную фазу не наблюдали в течении 8 дней. При этом в пробе сравнения с ДЭ диссолваном расчетное количество воды при той же температуре выделилось через 3 дня. Для эмульсий, в которые был добавлен ЭВ НП Al в количестве 40 г/т при 20 °С после 72 часов водная фаза выделялась в количестве 16 %. Повышение температуры до 60 °С обеспечивало полное выделение воды из ВНЭ.

Таким образом, полученные результаты свидетельствуют о целесообразности продолжения экспериментального поиска в новой области научных исследований — деэмульсации ВНЭ с использованием твердофазных наноразмерных реагентов.

Список литературы 1. Позднышев Г. Н., Емков A. A. Современные достижения в области подготовки нефти. М.: Наука. 1979. 253 с.

Стеклоинфильтрованная керамика на основе диоксида циркония для стоматологии Н.А. Антонова Научный руководитель — д.т.н., профессор Т.А. Хабас Томский политехнический университет, 634050, Томск, пр. Ленина, 30, antonova_nadja@sibmail.com Стремление к созданию эстетически удовлетворительных протезов и многочисленные дискуссии вокруг биологической совместимости металлокерамических конструкций привели к более интенсивному поиску альтернатив. Увеличивающееся в последние годы число случаев возникновения аллергии объясняет стремление пациентов полностью отказаться от металлических конструкций. Поэтому эстетичные имплантаты из биосовместимых цельнокерамических материалов были бы очень важным шагом на пути к более идентичной натуральной замене утерянного тврдого зубного вещества.

Под понятием «цельнокерамические материалы» подразумевают оксид-керамические материалы с различными физическими (механическими, оптическими, тепловыми) свойствами материалов, а также с различиями в составе и методах изготовления. На основании этого можно выделить три группы керамических материалов [1]:

— стекловидная керамика;

— стеклоинфильтрованная керамика;

— поликристаллическая керамика.

В данной работе производилась разработка и исследование стеклоинфильтрированной керамики на основе диоксида циркония.

Стеклоинфильтрированная керамика представляет собой пористую основу, изготовленную из диоксида циркония, инфильтрированную стеклом.

Процесс изготовления стеклоинфильтрированной керамики включает в себя три этапа.

На первом этапе была изготовлена керамика на основе диоксида циркония. Образцы керамики формовались полусухим прессованием при давлении 19 и 32 МПа и спекались на воздухе при Т1=1050 °C и Т2=1150 °C. Свойства полученной керамики представлены в таблице 1.

Таблица 1. Свойства керамики на основе диоксида циркония l, % ТКЛР, 10–6К– Состав Рпрес, МПа Тоб, °С –2, 100 % ZrO2 19 1050 10, 100 % ZrO2 32 1050 4,5 10, 100 % ZrO2 32 1150 6,7 10, –0, 30 % ZrO2+70 %Al2O3 32 1050 7, На втором этапе было изготовлено пять стекол различного состава.

Варка стекол производилась при температуре 1300 °C с выдержкой 30 мин. Для каждого состава стекла был рассчитан ТКЛР. Значения теоретически рассчитанного ТКЛР приведены в таблице 2.

Таблица 2.ТКЛР стекла № состава стекла 1 2 3 4 ТКЛР,10–6К–1 9,734 10,98 9,768 10,83 11, На третьем этапе был произведен процесс инфильтрации керамики на основе диоксида циркония стеклами различного состава.

Инфильтрационный обжиг производился при Т1=1150 °C, Т2=1200 °C и Т3=1250 °C.

а) 100 % ZrO2 б) 30 % ZrO2+70 %Al2O3 в) 30 % (Рпрес=32 МПа, (Рпрес=19 МПа, ZrO2+70 %Al2O Т=1150 °C)+стекло Т=1050 °C)+стекло №3;

(Рпрес=19 МПа, №1;

Т=1050 °C)+стекло №4.

Рис.1 Процесс инфильтрации керамики стеклом:

По результатам проделанной работы можно сделать следующие выводы:

— стекло интенсивней проникает в керамику состава 30 % ZrO2+70 %Al2O3, отформованную при Рпрес=19 МПа и обожжнную при Т=1050 °C;

— максимальная глубина проникновения наблюдалась у стекол состава №3 и №4, в состав которых входит большее количество оксида калия.

Список литературы 1. Th. Fischer, Ch. Foitzik //ZWR. 2004г. № Изучение свойств нанопорошка металла железа полученного методом электрического взрыва Б.Т.Баймурзин, А.В.Пустовалов Научный руководитель — к.х.н., с.н.с. С.П. Журавков Томский политехнический университет, 634050, Томск, пр. Ленина, 30, E-mail: tima7779@mail.ru Нанопорошки — один из видов существующих на сегодняшний день наноматериалов. Благодаря своим особым свойствам нанопорошки вполне могут использоваться для разработки новых материалов, как в качестве основного компонента, так и в качестве модификаторов известных композиционных материалов, удовлетворяющих новым требованиям. Один из достаточно простых способов получения нанопорошков — электрический взрыв проводников (ЭВП) [1]. Используя данный способ можно получать как металлические порошки, так и порошки различного химического состава, варьируя атмосферу, в которой был произведен ЭВП.

В данной работе мы осуществляли электрический взрыв железных проволочек в воздухе. Продуктами ЭВП в данном случае является оксид железа [2]. Взрывы проводились при напряжении 28 кВ, емкости конденсаторов 2,17 мкФ, индуктивности контура 0,75 мкГн, диаметр проводника был равен 0,35 мм. Все вышеперечисленные параметры оставались неизменными в ходе опытов, изменялось лишь длина взрываемого участка проводника (l) от 120 до 30 мм. Продукты, полученные методом ЭВП, анализировались с помощью метода низкотемпературной адсорбции азота (метод БЭТ) на приборе «Сорбтометр-М», а содержание металлического железа в образцах определяли волюмометрическим методом при взаимодействии железа [FeO] с 10 % раствором соляной кислоты [3].

Как было установлено ранее [1, 2], процесс ЭВП обладает большим многообразием. Энергия, запасенная в батарее конденсаторов, расходуется не только на разрушение проводника, но и выделяется в дуговой стадии сопровождающий ЭВП. С уменьшением длины взрываемого проводника происходит увеличение энергии, вводимой в проводник, до определенного максимума, а затем, при дальнейшем уменьшении длины проводника введенная энергия также уменьшается.

Энергия, выделившаяся в дуговой стадии, всегда увеличивается.

Зависимость содержания металла в нанопорошках от энергии, введенной в проводник, и от энергии, выделенной в дуговой стадии — не прослеживается. Лишь в образце с наименьшей введенной энергией (Fe1) обнаруживается наибольшее содержание железа. Свойства полученных образцов представлены в табл.1.

Таблица 1.

eобщ= e/ec+ eд/ec Sуд, м2/г Fe0, % Образец l, мм e/ec eд/ec Fe1 120 1,3 0,2 1,5 5,6 Fe2 100 1,5 0,25 1,75 7,6 0, Fe3 80 1,9 0,3 2,2 9 1, Fe4 60 2,1 0,9 3 10 0, Fe5 45 2,1 1,6 3,7 11,4 0, Fe6 30 1,3 6,7 8 12,9 0, где е/ес — энергия введенная в проводник;

е/ед — энергия, выделившаяся в дуговой стадии;

ес — энергия сублимации Fe (55,6 Дж/мм3), Зависимость площади удельной поверхности от энергии, израсходованной на взрыв проводника и выделившейся в дуговой стадии достаточно сложная. Обнаружено, что при увеличении энергии введенной в проводник, площадь поверхности образцов заметно увеличивается (Fe-1ч4). При дальнейшем уменьшении длины взрываемого участка проводника дисперсность порошков также продолжает возрастать (Fe-5, Fe-6). Поэтому, по нашему мнению, наиболее целесообразно рассматривать зависимость дисперсности нанопорошков от общей энергии, затраченной на процесс электрического взрыва проводника.

Выводы:

1. Показана зависимость энергии введенной в ЭВП от длины проводника. При уменьшении длины увеличивается энергия до определенного максимума, после прохождения которого, энергия начинает уменьшаться.

2. Установлено, что наиболее показательной является зависимость площади удельной поверхности нанопорошков от общей энергии, затраченной на электрический взрыв проводника.

Список литературы 1. Яворовский Н.А. Получение ультрадисперсных порошков методом электрического взрыва. //Известия Вузов «Физика», 1996г, № 4, Издание Томского госуниверситета. с. 114–136.

2. Ю.А. Котов, Е.И. Азаркевич, А.И. Медведев, А.М. Мурзакаев Нанопорошки оксидов железа, полученные электрическим взрывом проводника. //Неорганические материалы// 2007, том 43, № 6 с 719–724.

3. Э.Г.Васильевна, А.А. Грановская, Е.Э Фриденберг — Лабораторный практикум по общей химии: Издательство «Химия» М. 1969г — 304с. с 46–49.

Влияние структурных характеристик титана на его электрохимическое поведение в растворах серной кислоты П.В. Божко Научный руководитель — к.х.н., доцент А.В. Коршунов Томский политехнический университет, 634050, Томск, пр. Ленина, 30, E-mail: polya.bozhcko@yandex.ru Перспективы применения титана с субмикрокристаллической структурой обусловлены высокой прочностью, пластичностью, усталостной долговечностью и износостойкостью материалов на его основе. Вместе с тем, данные по влиянию структуры Ti на его поведение в среде растворов противоречивы [1, 2]. В связи с этим целью настоящей работы являлось изучение электрохимического поведения Ti с различной структурой в растворах 1–5 М H2SO4. В работе использовали крупнозернистый (КЗ, d15 мкм), ультрамелко зернистый (УМЗ, d4 мкм) и субмикрокристаллический (СМК, d0,11 мкм) титан. Образцы УМЗ и СМК получены путем интенсивной пластической деформации (ИФПМ СО РАН).

Электрохимическое поведение Ti изучали с использованием циклической вольтамперометрии (потенциостат ПИ-50-1), мкость ДЭС Ti-электродов определяли импедансным методом.

Рис. Циклические вольтамперограммы Ti электродов с различной структурой в 1 М H2SO4: 1 — КЗ, 2 — СМК (w=50 мВ/с, нас. х.с.э.) Показано, что структура Ti в значительной степени влияет на его электрохимическое поведение (рис.). При Е–0,5 В (нас. х.с.э.) образец КЗ переходит в пассивное состояние. На вольтамперограммах УМЗ и СМК наблюдаются волны необратимого анодного (Ер, а0,1 В) и катодного (Ер, к–0,3 В) токов (рис.), связанные с участием в электродной реакции нестехиометрических оксидов (Ti5O9, Ti6O11 [3]).

При длительном нахождении электродов в растворах вольтамперограммы УМЗ и СМК приближаются к таковым для КЗ.

Механизм катодного выделения водорода не зависит от структуры электродов (табл.).

Таблица. Параметры процесса выделения водорода на Ti электродах с различной структурой в 1 М H2SO Rp10–3, Константы уравнения Тафеля Ест, В i0, А/м Электрод (х.с.э.) Омм a b КЗ –0,01 0,80 0,14 0,027 УМЗ 0,04 0,63 0,15 0,237 8, СМК 0,02 0,58 0,14 0,475 4, При уменьшении размеров зерна Ti наблюдается возрастание тока обмена i0 (уменьшение поляризационного сопротивления Rp и коэффициента а, табл.), связанное с увеличением истинной поверхности электрода и образованием неоднородной по толщине и составу оксидной пленки. Поляризация УМЗ и СМК электродов при Е=–1 В приводит к снижению перенапряжения водорода за счет наводороживания поверхностного слоя Ti [3]. О различиях в состоянии поверхности электродов также свидетельствуют значения мкости ДЭС (ССМК=71 мкФ/см2, СКЗ=27 мкФ/см2). В разбавленных растворах H2SO4 (менее 2 М) стационарный потенциал электродов (в отсутствие внешней поляризации) нестабилен и возрастает от начальных отрицательных значений до Ест0,15 В за счет пассивирования электродов. Этот процесс более выражен для субмикрокристаллического Ti.

Таким образом, пластически деформированный Ti проявляет повышенную электрохимическую активность вследствие увеличения вклада процессов пассивирования и наводороживания поверхностного слоя металла.

Авторы признательны А.И. Лоткову и И.В. Раточке за предоставленные образцы титана.

Список литературы 1. Малткина Т.Ю., Налесник О.И., Итин В.И., Колобов Ю.Р. // Защита металлов. 2003. Т. 39. № 5. С. 508–510.

2. Амирханова Н.А., Валиев Р.З., Александров И.В. и др. // Вестник УГАТУ.

2006. Т. 7. № 3. С. 42–51.

3. Якименко Л.М. Электродные материалы в прикладной электрохимии. М.:

Химия, 1977. 264 с.

Влияние параметров процесса на скорость электрохимического окисления олова в растворах ацетата натрия В.В. Бочкарева Научный руководитель — к.х.н., ст. преподаватель Д.А. Горлушко Томский политехнический университет, 634050, Томск, пр. Ленина, 30, e-mail: boch_valentina@mail.ru Ранее была показана возможность электрохимического синтеза с помощью переменного тока промышленной частоты ряда оксидов металлов [1, 2]. Установлено, что наибольшее влияние на скорость процесса образования фазовых оксидов металлов оказывают следующие факторы: состав и концентрация электролита, температура электролиза и плотность переменного тока.

Исследования кинетики электрохимического синтеза оксидов олова с использованием переменного тока промышленной частоты проводились согласно методике, изложенной в [3].

С целью определения зависимости скорости разрушения олова под действием переменного тока от концентрации раствора электролита проводились эксперименты при температуре 100 °C, в которых использовались растворы, содержащие от 3 до 25 % мас. ацетата натрия. Результаты экспериментов представлены на рисунках 1, 2.

0, 0, 1 А/см 0, 1,5А/см 0, 2 А/см 0, 0,02 2,5 А/см 0, 3% 5% 10% 15% 20% 25% Концентрация ацетата натрия, % мас.

Рис. 1. Зависимость скорости разрушения олова от концентрации раствора электролита Из графика представленного на рисунке1 видно, что при равных условиях (плотность тока, температура) увеличение концентрации раствора электролита от 3 до 25 % мас. приводит к уменьшению скорости разрушения олова, которая имеет минимальное значение при концентрации раствора электролита равной 25 % мас. и плотности тока 1 А/см2.

0, 3% 0, 5% 0, 10% 0,04 15% 0,03 20% 25% 0, 0, Плотность тока, А\см 1 1,5 2 2, Рис. 2. Зависимость скорости разрушения олова от плотности тока при разичных концентрациях электролита На рисунке 2 показано, что увеличение плотности тока приводит к увеличению скорости разрушения олова. Как известно, плотность тока представляет собой количество электричества, проходящего через единицу поверхности электрода, прямо пропорциональное в соответствии с первым законом Фарадея массе прореагировавшего вещества, в данном случае — массе окисленного олова. Таким образом, увеличение плотности тока приводит к увеличению количества электричества, проходящего через рабочую поверхность электродов, что в свою очередь должно сопровождаться увеличением потери массы.

На основании этого сделаны выводы о целесообразности проведения процесса синтеза оксидов олова в области небольших концентраций ацетата натрия и повышенных плотностей тока.

Список литературы 1. Коробочкин В.В., Косинцев В.И., Быстрицкий Л.Д., Ковалевский Е.П.

Получение геля гидроксида алюминия электролизом на переменном токе // Неорганические материалы. 2002. Т. 38. № 9. С. 1087–1090.

2. Коновалов Д.В., Коробочкин В.В., Ханова Е.А. Электрохимический синтез оксида цинка на переменном токе // Известия ТПУ. 2003. Т. 306. № 5. С.

67–71.

3. Коробочкин В.В., Ханова Е.А. Определение количества окисленных титана, кадмия и меди при электролизе на переменном токе // Заводская лаборатория. Диагностика материалов. 2005. №6. Т.71. С. 20–23.

Разработка кальций-фосфатных покрытий на имплантаты, изготовленных золь-гель методом Л.В. Василенко Научный руководитель — д.т.н., профессор В.И. Верещагин Томский политехнический университет, 634050, Томск, пр. Ленина, 30, e-mail: vasilenkolv@mail.ru В травматологии и ортопедии существует постоянная необходимость в использовании костных имплантатов при повреждениях и заболеваниях кожносуставной системы [2].

Использование материалов на основе фосфатов кальция, характеризующихся биологической совместимостью с тканями организма и активностью по отношению к соединению с костной тканью и формированию новой костной ткани, предоставляет уникальные возможности в этом направлении [1].

Цель работы: получение и исследование свойств геля, который будет выступать в качестве стеклосвязки для изготовления композиционных материалов для покрытий имплантатов. Новизна результатов заключается в том, что был разработан и исследован новый модельный состав на основе системы Na2O–SiO2–P2O5, химический состав компонентов представлен в таблице 1.

Таблица 1. Химический состав компонентов Содержание оксидов, масс% Шифр состава SiO2 P2O5 Na2O 11М 11,5 74 14, Состав получен золь-гель методом. Золь-гель технология — это технология материалов, включающая получение золя с последующим переводом его в гель. Использование мокрого геля дает возможность приготовить шликер без дополнительного введения связки, а также исключить стадию предварительной сушки геля.

Для получения покрытий было приготовлено 2 коллоидных раствора на основе тетраэтоксисилана с добавлением этанола, фосфорной кислоты и хлорида натрия в растворе состава 11М NaCl, гидроксида натрия в растворе состава 11МNaOH. За созреванием растворов наблюдали в течении семи суток. Было установлено, что вязкость состава с NaCl со временем увеличивается и в дальнейшем остается постоянной. Вязкость состава с NaOH за короткий промежуток времени резко увеличивается, затем происходит спад. Это можно объяснить тем, что между компонентами в растворе происходит реакция, которая снижает вязкость коллоидного раствора.

В дальнейшем показатель вязкости неизменный.

Чтобы определить поведение образцов при нагревании, был проведен комплексный термический анализ. Он показал, что в процессе нагрева составы претерпевают ряд последовательных изменений. При этом у состава 11МNaOH на кривой ДТА имеется перегиб при температуре 778,9 °С, возможно он плавится. Чтобы использовать данный состав в качестве стеклосвязки, было решено подробнее исследовать процессы, происходящие при нагревании состава с NaOH. Для этого температурный интервал (20–1000 °C) разделили, в соответствии с изменениями, зафиксированными на кривой ДТА. При нагревании состава в каждом интервале температур отбиралась проба для проведения рентгенофазового анализа.

Результаты РФА показывают, что в интервале температур от 650 °C до 800 °C не было никаких новообразований в образце. Возможно, при данной температуре образец начал плавиться.

Для приготовления шликера было решено использовать мокрый гель 11М с NaOH, так как он проявил склонность к плавлению при температуре ниже 800 °C. Были приготовлены образцы (таблетки) следующего состава: гель — 20 % об., гидроксиапатит 80 % об. После сушки образцы обжигали при температуре 800 °C. В результате обжига полученные таблетки спеклись не полностью, края образца были рассыпчатыми. Образец после обжига был отдан на рентгенофазовый анализ, в нем были обнаружены следующие фазы:

гидроксиапатит кальция (Ca5 (PO4)3 (OH)), силикат кальция (Ca3SiO5), фосфат натрия (NaPO3), фосфаты кальция (Ca4P2O9) и (Ca2P2O7).

В ходе данной работы получены промежуточные результаты. Цель данной работы была достигнута не полностью, так как, полученные образцы (таблетки) частично обладают требуемым свойствам, они не спеклись по краям при требуемой температуре. Возможно, для спекания не достаточно количества геля, не хватает плавня. В качестве плавня (щелочной среды) в дальнейшем решено использовать NaOH.

Данные результаты помогут в дальнейшем при изучении и приготовлении кальций-фосфатных покрытий на имплантаты по шликерной технологии.

Список литературы 1. Баринов С.М., Комлев В.С. Биокерамика на основе фосфатов кальция. — М.: Наука, 2005. — 187 с.

2. Бердченко Г.Н. //Синтетические кальций-фосфатные материалы в травматологии и ортопедии. 2010г.В сборнике работ Всероссийской научно-практической конференции. Стр.3–5.

Синтез нанокомпозитов на основе SnO2, легированного CoOx А. А. Голубчук Научные руководители: к.х.н., доцент А. И. Апарнев, д.х.н., профессор Н. Ф. Уваров Новосибирский государственный технический университет, 630092, Россия, г. Новосибирск, пр-т К. Маркса, 20, anna.golubchuk@yandex.ru Введение Нанокомпозиты на основе диоксида олова с различными добавками могут быть использованы в полупроводниковых газовых сенсорах [1,2], оптоэлектронике [3] и различных устройствах автономной энергетики. Перспективным направлением этой области является создание суперконденсаторов — электрохимических конденсаторов с высокой емкостью.

В настоящее время наилучшие характеристики получены для суперконденсаторов с электродами на основе RuO2, обладающими удельной емкостью 700–900 Ф/г. В мире ведутся интенсивные исследования более дешевых материалов, заменяющих RuO2 [4].

Такими материалами могут быть высокодисперсные диоксиды марганца, олова или титана. В литературе показано, что гетерогенные примеси оксидов переходных металлов, в частности оксида кобальта, стабилизируют поверхность SnO2 и способствуют уменьшению размера зерен [5]. В настоящей работе проведены синтез методом «золь-гель», характеризация и исследование электрохимических свойств нанокомпозитов SnO2–CoOx.

Методика эксперимента Для получения нанокомпозитных структур SnO2, легированных кобальтом, в качестве исходных веществ были выбраны SnCl4 5H2O и CoCl2 6H2O. Композиты с атомным соотношением Sn:Co 100:1;

20:1, 10:1 и 1:1 были получены растворением SnCl4 5H2O и CoCl2 6H2O в 2 М HCl с последующим осаждением смешанных гидроксидов 2 М раствором NH4OH при pH 6,5–7. После фильтрования и промывки образцы были просушены в течение часа при 110 °С и затем прокалены при 200 °С, 400 °С, 600 °С, 800 °С, 1000 °С в течение 4 часов.

Результаты и их обсуждение Анализ данных дифференциального термического анализа ДТА/ДТГ показывает, потеря массы происходит в три этапа. Полная дегидратация осадков происходит в области температур около 400 °С, в результате разложения гидроксидов олова и кобальта образуются оксидные фазы. При легировании SnO2 возможны два случая:

образование тврдого раствора с легирующим компонентом или его сегрегация на поверхности базового оксида [6]. Дальнейшая потеря массы может быть связана с выделением кислорода при образовании твердого раствора Sn1–xCoxO2–x.

По данным рентгеновской дифракции свежеосажденные образцы и прокаленные при 200 °С являются аморфными. На рентгенограммах образцов, прокаленных при 400 °С, видны сильно уширенные пики касситерита, соответствующие слабо окристаллизованной фазе SnO2. В образцах, прокаленных при 600–1000 °С, фаза SnO2 хорошо окристаллизована. На дифрактограммах образцов с атомным соотношением компонентов Sn:Co 100:1, 20:1 и 10:1 отсутствуют рефлексы, относящиеся к фазам оксидов кобальта. На основании данных по рентгеновской дифракции можно сделать предположение о том, что в системе SnO2–CoOx образуется ограниченный ряд твердых растворов Sn1–xCoxO2–x. При более высоком содержании кобальта, в образце с атомным соотношением Sn:Co 1:1, прокаленном при 600– 1000 °С, на рентгенограммах обнаружены рефлексы, соответствующие фазе Co3O4. По-видимому, в этом случае часть кобальта находится в виде твердого раствора Sn1–xCoxO2–x, а избыток кобальта выделяется в виде фазы Co3O4.

Прокалка образцов сопровождается ростом размера частиц фазы SnO2 и уменьшением размера кристаллитов Co3O4, при этом размеры частиц лежат в наноразмерном диапазоне 5–50 нм.

Результаты электрохимических исследований методом циклической вольтамперометрии показали, что значения удельной емкости образцов с атомным соотношением Sn:Co 100:1, 20:1 и 10:1, прокаленных при 800 °С составляют 2–6 Ф/г, образца с атомным соотношением Sn:Co 1:1, прокаленного при 400–800 °С 1–4 Ф/г. По литературным данным такой состав должен обладать высокой емкостью [4]. Низкие значения емкости, полученные нами, обусловлены, возможно, недостаточно высокой удельной поверхностью материалов, что связано с образованием плотных агрегатов частиц.

Список литературы Кочергинская П. Б.//Альт. энерг. и экол.2007. Т.53. №9. С.11–15.

1.

2. Choi U.-S. // Sensors and Actuators. 2004. B 98. P. 166–173.

3. Hayakawa T. // Sci. Technol. Adv. Mater. 2005. V 6. P. 66–70.

4. Jayalakshmi M.// Int. J. Electrochem. Sci.2008. V. 3,P. 1196–1217.

Fang L. M.// J. Mater. Sci.: Mater Electron. 2008. V. 19. P.868 — 5.

Панов Э.В.//Вісн. Харк. нац. унів. 2010. В.18.№ 895.С.224–230.

6.

Получение корундовых подложек для электроники методом пленочного литья М.В. Грехова Научный руководитель: В.М. Погребенков, д.т.н., профессор Томский политехнический университет, 634050, Томск, пр. Ленина, 30, E-mail: eimai89@mail.ru Развитие науки и техники на современном этапе не мыслится без керамических материалов. Наиболее широко в отечественной и зарубежной практике используют корундовую керамику, обладающую высокой механической прочностью, твердостью, износостойкостью, огнеупорностью, теплопроводностью и химической стойкостью.

Корундовую керамику планируется использовать для изготовления керамических подложек.

На настоящий момент абсолютное большинство керамических подложек для электронной промышленности изготавливаются методом прессования или литья ленты [2, 3]. Подложки являются диэлектрическим скелетом современной электронной схемы.

Более тонкие подложки изготавливается методом литья пленки.

Технология изготовления керамических подложек из пленки дает возможность изготавливать подложки разной толщины, кратной толщине тонкой пленки.

В работе использовался глинозем Nabalox фирмы Nabaltech, представляющий собой -Al2O3 с небольшой добавкой MgO в количестве 0,5 %.

Добавка MgO активирует спекание, но замедляет процесс рекристаллизации (MgO действует на последней стадии спекания, когда рост кристаллов мешает удалению пор, тормозя рост зерен корунда) [4].

На начальном этапе для получения необходимого размера частиц исходный глинозем измельчался в барабанной мельнице мокрым и сухим способом с добавлением олеиновой кислоты, выступающей в роли диспергирующего агента.

Нами было выбрано несколько составов с использованием органических связок и пластификаторов, растворимых в воде и органических растворителях (Табл. 1).

Приготовление керамического шликера осуществлялось по следующей методике:

1. Загрузка основного компонента и растворителя в барабан.

Диспергирование смеси в течение 1–2 часов.

2. Добавление в смесь связки и пластификатора с последующим смешением в течение 1–2 часов.

3. Вакуумирование готового шликера в течение 10 минут, для удаления пузырьков воздуха.

4. Литье керамического шликера на полимерную пленку.

Таблица 1.

№ Шликера I II III Основной компонент Al2O Связка ПВС КМЦ ПВБ Растворитель Вода Ксилол, этиловый спирт Пластификатор Глицерин, ПЭГ ДБФ Толщина керамической пленки определяется зазором между шибером и лентой, вязкостью шликера, скоростью ленты и т. д.

Процесс удаления связки заключается в пиролизе и удалении органических связок, необходимых во время формования. При очень медленном подъеме температуры в нагревательных печах идет медленный пиролиз органических связок вначале на поверхности отформованного изделия, а затем в его внутренних частях. При слишком большой скорости нагрева не удается вывести все газы, образовавшиеся в процессе пиролиза внутри отформованного изделия, что приводит к образованию дефектов в последнем.

Для проектирования режима обжига керамической пленки полученные образцы были изучены на приборе STA 449 F3 Jupiter фирмы NETZSCH на процессы, протекающие при удалении различных использованных связок. В основном эти процессы заканчиваются к 500 °С.

При дальнейшем нагреве изделия из керамики до соответствующей температуры частицы порошка соединяются и образуют прочное твердое тело;

одновременно идут процессы усадки, уплотнения, роста зерен. Обжиг пластин, вырезанных из пленки, позволил при 1600 оС получить изделия с нулевым водопоглощением.

Список литературы 1. Mistler R. E., Twiame E. R. TAPE CASTING THEORY AND PRACTICE, Wiley-American Ceramic Society. 2000, 298 p 2. H. Miyamura, Recent Trends in Functional Coatings in Japan, Paper, Film and Foil CONVERTECH PACIFIC, pp. 14–18, July, 1997.

Наноструктурированные порошки диоксида кремния, легированные редкоземельными элементами Е.Е.Гринберг, В.С.Михель, *Л.Д.Исхакова, И.Е.Стрельникова, Р.А.Санду, Е.Ю.Сударикова ФГУП «ИРЕА», 107076, Москва, Богородский вал, 3, ireon@mail.ru *Центр волоконной оптики РАН, 119333, Москва, ул. Вавилова, 38, idisk@fo.gpi.ru Многокомпонентные порошки на основе диоксида кремния, содержащие легирующие элементы — РЗЭ и др. используют для получения оптических и лазерных элементов Эффективно использование в получении этих изделий тонкодисперсных порошков, которые позволяют снизить температуру спекания.

Алкоголятный вариант золь-гель-технологии позволяет получать сложные оксидные системы, в частности, оксид кремния, легированные различными активаторами для использования в лазерной технике. В настоящее время в технологии оксидных порошков и тонких, вплоть до наноструктурированных слоев используются алкоголяты различных элементов Периодической системы.

Алкоголяты металлов общей формулы El(OR)n, где El — элемент, а R — углеводородный радикал, в настоящее время находят широкое применение в различных процессах получения простых оксидов и оксидных композиций сложного состава.

Их использование связано с набором свойств, позволяющих гибко регулировать характер подачи в зону проведения реакции. Это дает возможность регулировать давление насыщенных паров путем изменения величины углеводородного радикала, термостатирования источника в процессах газофазного синтеза.

В жидкофазных процессах с применением этих соединений также можно подобрать соединения, имеющие подходящие скорости гидролиза, обеспечивающие требуемое качество получаемых порошков и покрытий.

В работе исследованы процессы получения наноструктурированного оксида кремния, легированного алюминием и РЗЭ «гибридным» золь-гель-методом с применением в качестве исходных соединений алкоголятов кремния — тетраметоксисилана и тетраэтоксисилана. В качестве источников РЗЭ были испытаны хлориды, нитраты и ацетаты металлов.

Алкоголяты кремния синтезировали из четыреххлористого кремния, полученного переработкой отходов высокочистого «солнечного» или «электронного» кремния.

Алкоголяты алюминия получали растворением металла в спиртах — втор-бутиловом и изопропиловом. Выбор этих спиртов обусловлен тем, что получаемые алкоголяты алюминия являются либо жидкостью с достаточно высоким значением давления насыщенных паров (в бутилат), либо легкоплавким веществом (изопропилат).

Полученные алкоголяты очищали до требуемого уровня чистоты от примесей металлов и органических соединений ректификационно дистилляционными и адсорбционными методами. Содержание примесей отдельных металлов в очищенных алкоголятах составляло n · (104–106) масс.

Предварительно готовили раствор алкоголятов алюминия в алкоголятах кремния, что позволяло точно контролировать соотношение кремния и алюминия в конечных продуктах.

Порошки легированного диоксида кремния получали совместным гидролизом спиртовых растворов алкоголятов кремния и алюминия водными растворами солей РЗЭ при интенсивном перемешивании.

Образующиеся золи упаривали при ультразвуковом перемешивании и прокаливали в кислородной атмосфере.

Применение ультразвукового перемешивания приводит к получению порошков с высокой степенью гомогенности по отношению к легирующим элементам, чем при механическом с использованием пропеллерной и магнитной мешалок.

Показано, что существенное влияние на размеры и фазовый состав порошков оказывает порядок подачи компонентов в зону реакции и скорость смешения. Наилучшие результаты показали опыты с использованием нитратов и ацетатов металлов.

Была выявлена зависимость размеров частиц полученных порошков от параметров процесса — условий гидролиза, концентраций исходных компонентов, температуры гидролиза.

Размеры и склонность к агломерации частиц уменьшаются с уменьшением концентрации исходных алкоголятов в спиртах и увеличением температуры процесса гидролиза.

В результате получены порошки диоксида кремния, легированного оксидами легирующих элементов до уровня 1,2–2,5 % масс. каждого, с размерами частиц на уровне 40–100 нанометров.

Работа выполнена при финансовой поддержке Министерства образования и науки, Госконтракт № 02.740.11.0435 ог 30.09.2009.

Исследование процесса обжига окатышей железной руды Полынянского месторождения Ф.В. Гуль, Е.А. Иванова, Н.А. Репа Научный руководитель — доцент В.В. Тихонов Томский политехнический университет, 634050, Томск, пр. Ленина, Исходя из результатов ДТА было целесообразно исследовать, процесс обжига начиная от 500 °C. Для производства окатышей используются различные связующие. В нашем случае в качестве связующего был обоснованно предложен торфогель. Соотношение торфогеля по отношению к руде при наработке окатышей составляет на кг окатышей торфогеля 350 г, железной руды 650 г влажность 28 %.

Партия была обожжена в шахтных печах при температурах 500, 600, 700, 800, 900, 1000, 1100 и 1200 градусов и охлаждена газообразным азотом в течении 12 часов.

Охлажденные образцы исследовались на содержание железа общего и прочность на раздавливание.

Рисунок 1. Зависимость содержания общего железа от температуры обжига.

Из рис. 1 видно, что с увеличением температуры обжига количество общего железа не уменьшается, а даже слегка увеличивается, но последнее объясняется погрешностью метода определения. На самом деле содержание общего железа остается неизменным в ходе обжига.

Изображенная на рис.2 картина зависимости прочности гранул от температуры вполне ожидаемая и вписывается в известные представления о твердофазных реакциях. Некоторое падение прочности примерно до 800–1000 °C объясняется испарением влаги из окатышей. Начиная с 800 °C, но более заметно с 1000 °C начинается появление жидкой фазы, что увеличивает прочность.

Таким образом, были проведены исследования руды и железорудных окатышей при различных температурах. Выявлены зависимости востановимости, степени окисления окатышей от температуры. Данные исследования позволяют в дальнейшем выбрать наиболее оптимальные технологические режимы переработки руды.

Рисунок 2 — Зависимость прочности гранул от температуры обжига Список литературы 1. Топор Н.Д. Дифференциально-термический и термовесовой анализ минералов. — М.: Недра, 1964.

2. Юсфин Ю. С,Обжиг железорудных окатышей. Год: 1973 Формат: DJVU Размер: 9,16 Mb Страниц: 3. Иванова В.П., Касатов Б.К., Красавина Т.Н., Розинова Е.Л. Термический анализ минералов и горных пород. — Л.: Недра, 1974.

Сравнительный анализ ИК-спектров исходного и активированного кварцевого песка С.В. Давидюк, М.А. Душкина Научный руководитель — к. т. н., доцент О.В. Казьмина Томский политехнический университет, 634050, Томск, пр. Ленина, 30, Е-mail: Lokosi@sibmail.com Целесообразность применения механоактивации кварцевого песка в технологии получения стекла в значительной мере связана с низкой реакционной активностью кремнезема — основного компонента шихты, что обусловлено физико-химической природой диоксида кремния, а именно наличием направленных ковалентных связей Si— O—Si, обеспечивающих его высокую температуру плавления, низкую летучесть, плохую растворимость. Механическое воздействие на песок влияет не только на дисперсность и структуру частиц, а также на их энергетические параметры.

Задача данной работы — сравнить ИК-спектры активированного и неактивированного песка с целью установления структурных процессов, происходящих в песке при его механоактивации.

Из известных способов механоактивации опробованы варианты вибропомола (продолжительность измельчения 1 и 5 ч) и помола в планетарной мельнице (продолжительность измельчения 30 и 90 мин).

Значение времени измельчения выбраны как наиболее оптимальные по результатам серии предварительно проведенных экспериментов.

ИК-спектры, полученные в инфракрасной области 4000–400 см–1, сравнивали для образцов — исходного песка, активированного в вибро и планетарной мельнице кварцевого песка, а также аморфного кремнезема.

Важным моментом при анализе спектров является определение различимости в спектрах полос, которые совпадают или располагаются довольно близко. Для этого, по методике, предложенной в работе [1], рассчитывалась абсолютная степень отличия по параметрам волнового числа по формуле. Полосы считаются неразличимыми, если абсолютная степень отличия меньше 10 %.

= 100 – (100Рmin)/Pmax, где Рmin и Pmax — наименьший и наибольший параметр сравниваемых полос.

Сравнительный анализ спектров проводили по следующим областям с наиболее ярко выраженными полосами поглощения: 4000– 3400;

3400–2000;

2000–1250;

1250–500 см–1.

В диапазоне 4000–3400см–1 контур полос поглощения в основном сохраняется, абсолютная степень отличия не превышает 10. В данной области для измельченных образцов появляется новая полоса поглощения, которая также наблюдается на кривой аморфного SiO2.

При этом на спектрах исчезает частота 3473,8 см–1, которая наблюдается на спектре исходного песка.

Основное отличие наблюдается в области 3400–2000 см–1, на спектрах активированного песка исчезают шесть полос поглощения, имеющиеся на спектрограмме исходного песка, а появляются новые 3171,1 и 3147,0 см–1 аналогичные полосам поглощения аморфного SiO2. Вероятно, данное обстоятельство связано с частичной поверхностной аморфизацией активированных образцов песка.

В области 2000–1250 см–1 на кривых также наблюдается отсутствие полос поглощения для измельченного песка по сравнению с исходным.

Для образцов полученных виброизмельчением исчезает три полосы поглощения, а для образцов измельченных в планетарной мельнице — четыре, с появлением новой частоты 1733,0 см–1, которая также наблюдается на кривой аморфного SiO2.

Особое внимание заслуживает область 1250–800 см–1, являющаяся характерной для группы SiO4–. Основное отличие в этой области связано с появлением в образцах измельченного песка двух новых полос поглощения, абсолютная степень отличия которых не превышает 10 для аморфного кремнезема. Данное обстоятельство косвенным образом указывает на поверхностную аморфизацию измельченных образцов песка. Кроме того, полосы поглощения на спектрах активированного песка имеют большую ширину, по сравнению с полосами спектра исходного кварцевого песка.


Таким образом, сравнительный анализ ИК-спектров образцов показывает, что при активации песка как в вибро-, так и планетарной мельнице изменяется количество полос, их частота, интенсивность и форма, что свидетельствует о повышении реакционной способности песка, связанной с образованием связей, характерных для аморфного кремнезема.

Список литературы Медведев Е.Ф. Определение полос боросиликата натрия в ИК 1.

спектре многокомпонентной шихты // Стекло и керамика, 2007, № 9.

С. 5–9.

Исследование режима синтеза твердых растворов наноразмерной системы железо–кобальт К. А. Датий, А. Н. Попова Научный руководитель — проф., член-корр. РАН Ю.А. Захаров ГОУ ВПО «Кемеровский государственный университет», кафедра химии тврдого тела, 650043, Россия, г. Кемерово, ул. Красная, Институт углехимии и химического материаловедения СО РАН, 650000, Россия, г. Кемерово, пр. Советский 18, E-mail: zaharov@kemsu.ru К числу актуальных направлений современного материаловедения наноразмерных металлов относится исследование условий и режимов их получения, так как выбранные условия и способы выделения продукта влияют на свойства получаемых наноразмерных объектов [1].

Наноразмерные порошки (НРП) взаимной системы железо–кобальт (Fe–Co), выбранные объектами исследования, ввиду достигнутых в работе [2] высоких значений намагниченности насыщения можно отнести к наиболее перспективным для создания различных магнитных материалов, а именно микро- и наномагнитопроводов, магнитных сенсоров, сред хранения информации, для использования в медицине, магнетохимического выделения радионуклидов и в других направлениях.

Целью выполняемой работы является исследование влияния различных условий синтеза на получение НРП Fe–Co окислительно восстановительными реакциями в водных растворах солей металлов.

Ранее было установлено [3], что процесс получения системы можно представить в виде двух последовательных стадий: продуктом первой стадии являются гидроксиды металлов, второй стадии — наноразмерные металлические системы. Также было установлено, что при совместном осаждении гидроксидов металлов с их последующим восстановлением гидразингидратом происходит образование твердых растворов.

Данная работа является продолжением исследований условий и режимов получения твердых растворов Fe–Co.

Для уточнения возможности получения твердых растворов Fe–Co при раздельном осаждении гидроксидов железа и кобальта была проведена серия экспериментов. Рентгенофазовый анализ получаемых металлических систем показал образование твердых растворов при восстановлении смеси раздельно осажденных гидроксидов металлов.

На рентгенограммах фиксируются симметричные рефлексы получаемых твердых растворов. Рассчитанные по рентгенограммам объемы элементарных ячеек кристаллической решетки укладываются на прямую при изменении состава твердого раствора, таким образом, наблюдается выполнение закона Вегарда.

В следующей части работы для установления оптимального времени процесса получения наноразмерных металлов Fe–Co исследовали фазовый состав получаемых продуктов при различных временах их синтеза. Установлено, что после добавления восстановителя через 30–40 сек. на рентгенограммах фиксируются рефлексы «металлических структур», а также оксидно-гидроксидные и шпинельные фазы, образующиеся при осаждении гидроксидом натрия, которые загрязняют целевой продукт — НРП Fe–Co. Через 5 мин.

протекания процесса восстановления количество побочных продуктов резко снижается, и на рентгенограммах фиксируются в основном фазы металла;

через 10 мин. — лишь фазы металла. В пользу этого говорят и результаты рентгенофлуоресцентного анализа: наблюдается симбатное уменьшение количества кислорода в конечных продуктах реакции с течением времени синтеза. Длительность протекания реакции более 10 мин. не целесообразно, в связи с тем, что наблюдается окисление целевого продукта и укрупнение наноразмерных частиц металлов.

Таким образом, в работе получены следующие результаты:

1. установлена возможность образования тврдых растворов Fe– Co при восстановлении гидразингидратом смеси раздельно осажднных гидроксидов железа и кобальта;

2. оптимальное время для получения рентгенографически чистых наноразмерных металлических порошков Fe–Co в окислительно восстановительных реакциях при использовании в качестве восстановителя гидразингидрата составляет 10 минут.

Исследования по изучению условий и режимов протекания синтеза, а также актуальных свойств наноразмерных порошков взаимной системы Fe–Co будут продолжены.

Список литературы 1. Sugimoto T., Marcel D. Fine Particles — Synthesis, Characterization and Mechanisms of Growth. New York, 1996.

2. Попова А. Н. // Перспективные материалы. 2010. Т. 3. С. 60–72.

3. Попова А. Н. // Перспективные материалы. 2008. Т. 6. Вып. 1. С. 249–254.

Разработка высокоэффективных оксидных катализаторов для очистки отходящих газов промышленных предприятий от монооксида углерода И.В. Десятых Научный руководитель — к.х.н., ученый секретарь, А.А. Ведягин Институт катализа им. Г.К. Борескова Сибирского отделения Российской академии наук, г. Новосибирск, 630090, пр. Лаврентьева, 5, E-mail: irinka_10x@mail.ru Увеличение объемов газовых выбросов в атмосферу, содержащих СО, обуславливает особый интерес исследователей к поиску и разработке новых технологий и катализаторов его эффективной нейтрализации. Примером нового подхода к решению данной проблемы является использование современного фильтрационного оборудования, основным элементом которого является мембрана или система «мембрана–нанесенный катализатор». Данный подход предлагает наиболее рациональный и экономичный способ решения поставленных задач и позволяет обеспечить высокую степень очистки [1, 2].

Известно, что наибольшей каталитической активностью в реакции окисления СО обладают катализаторы на основе благородных металлов (Au, Pt, Pd). Однако ввиду их высокой стоимости и чувствительности к ядам поиск альтернативных систем по-прежнему остается актуальным. Катализаторы, основанные на смеси оксидов металлов (Co, Cu, Cr и Mn), имеют аналогичную каталитическую активность и более высокую устойчивость к отравлению, чем катализаторы на основе благородных металлов [3, 4]. Отличительной особенностью рассматриваемой системы CuO–CeO2 является ее высокая активность и селективность в реакции окисления СО, по сравнению с традиционной CuO системой. Дальнейшее усовершенствование CuO–CeO2 системы возможно путем ее допирования компонентом, также проявляющим активность в реакции окисления СО. В качестве таких добавок могут выступать оксиды металлов Co3O4, Mn3O4, NiO, Fe2O3.

Для нанесения рабочего слоя на поверхность носителя, в качестве которого выступал стекловолокнистый материал, был использован метод ПСТ. С использованием данной методики были приготовлены бикомпонентные образцы, содержащие в своем составе 2,5 мас.% М и 2,5 мас.% Ce, где M (M = Cu, Ni, Co, Fe и Mn). Также была синтезирована серия трехкомпонентных систем, в которых содержание меди составляло 1,25 мас.%, допирующей добавки — 1,25 мас.% и Ce — 2,5 мас.%. Образцы, полученные на стекловолокнистых носителях, были исследованы в модельной реакции окисления СО. Морфология и фазовый состав полученных катализаторов были охарактеризованы методами РФА, элементного анализа и СЭМ.

В результате проведенных исследований была изучена структура и морфология допированных медно-цериевых систем. Было показано, что нанесенные оксидные системы на поверхности носителя находятся в высокодисперсном состоянии. Размер образующихся кристаллитов во многом определяется природой соли — предшественика допанта.

Решающим фактором в данном случае является температура ее разложения: чем больше разность температуры образования оксидов из соответствующих нитратов, тем выше дисперсность и меньше вероятность образования совместной фазы. Наличие в составе трехкомпонентных систем оксида церия, приводит к дополнительному увеличению дисперсности.

В процессе проведения ПСТ синтеза в случае допирования CuO– CeO2 системы оксидами Co и Fe происходит формирование твердых растворов. Однако оксид церия не образует совместной фазы не в одном из рассмотренных случаев и закреплен на подложке в виде частиц размером 5–7 нм. Установлено, что образование совместной фазы может приводить как к увеличению каталитической активности, что наблюдается при добавлении оксида кобальта в CuO–CeO систему, так и к снижению — в случае допирования оксидом железа.

Таким образом, допирование CuO–CeO2 системы оксидами металлов приводит к изменению каталитической активности, причем природа допанта имеет определяющее значение.

Список литературы 1. Marcano, J. G., Tsotsis, Th. T. // Wiley–VCH Verlag GmbH. 2. Larbot, A. // Elsevier Science B.V. 1996. P. 119– 3. Tyurkin Y., Chesalov L., Luzhkova E. // React.Kinet.Catal.Lett. 1997. Vol. 60.

№. 2. P.279–284.

4. Zavyalova U., Scholz P., Ondruschka B. // Applied Catalysis A: General. 2007.

№ 323. P. 226–233.

Сравнительная оценка сорбционной и химической устойчивости пеностекольных материалов М.А. Душкина, С.В. Давидюк Научный руководитель — к.т.н., доцент, О.В. Казьмина Томский политехнический университет, 634050, Томск, пр. Ленина, 30, E-mail: dushkina89@mail.ru Одной из важнейших технических характеристик современных теплоизоляционных материалов является долговечность, т.е способность материала сопротивляться различного рода внешним воздействиям, сохраняя свои изоляционные свойства. Применение теплоизоляции, обладающей наряду с низкой теплопроводностью, высокой прочностью и экологической безопасностью, минимальным водопоглощением и химической устойчивостью, обеспечивает неизменность характеристик в течение длительного срока эксплуатации. Материалом, отвечающим данным требованиям, является пеностекло, которое однако не нашло широкого применения в связи со значительными энергозатратами при его производстве.


Поэтому практический интерес представляют материалы, аналогичные пеностеклу, синтезируемые по энергосберегающей технологии, например пеностеклокристаллические материалы (ПСКМ) [1]. В тоже время структура ПСКМ отличается от структуры пеностекла присутствием в межпоровой перегородки материала кристаллической фазы. Это обстоятельство может повлиять на эксплуатационные свойства материала.

Цель работы — сравнить значения сорбционной влажности и химической стойкости пеностекла и ПСКМ, что позволит прогнозировать долговечность эксплуатации данных пеноматериалов.

Для исследований были выбраны образцы промышленного пеностекла и лабораторного ПСКМ, содержащего кристаллическую фазу размером менее 1 мкм (в виде кварца) от 5 до 20 мас. %.

Определение сорбционной влажности проводили по стандартной методике согласно ГОСТ 24816-81 [2]. Результаты экспериментальных испытаний, представленные в таблице, указывают на незначительную способность влагонасыщения исследуемых образцов. Присутствие кристаллической фазы не увеличивает сорбционную влажность, что характерно для ограниченного числа неорганических изоляционных материалов.

Таб. 1. Результаты испытаний сорбционной влажности материала Равновесная влажность материала, при разных значениях относительной Пеностекольный материал влажности воздуха, % 40 60 80 90 пеностекло 0,03 0,05 0,1 0,3 0, Пеностеклокристаллический 0,03 0,07 0,15 0,4 0, материал Химическую стойкость определяли методом порошка по количеству соляной кислоты, затраченной на титрование приготовленных растворов [3]. Согласно полученным результатам оба вида пеностекольных материалов соответствуют 3 гидролитическому классу, что указывает на их высокую химическую устойчивость.

Измерения рН-показателя исследуемых растворов, проведенные с помощью pH-метр/иономер S80 (METTLER TOLEDO), показали, что количество выщелоченного оксида натрия, мигрирующего из материалов в жидкую среду, не превышает 0,87 мг. Это также указывает на высокую химическую устойчивость как пеностекла, так и пеностеклокристаллического материала.

Таким образом, установлено, что кристаллическа фаза, присутствующая в межпоровой перегородке пеностекольного материала, в количестве не более 20 мас. % и размером менее 1 мкм, не оказывает отрицательного влияния на сорбционную и химическую устойчивость изделия. Пеностеклокристаллический материал, как и пеностекло, является материалом с низкой сорбционной способностью и высокой химической стойкостью, что значительно продлевает срок безопасной эксплуатации данного вида теплоизоляции.

Список литературы 1. Казьмина О.В., Верещагин В. И., Семухин Б.С., Абияка А.Н.

Низкотемпературный синтез стеклогранулята из шихт на основе кремнеземсодержащих компонентов для получения пеноматериалов //Стекло и керамика, 2009, № 10, с. 5–8.

2. ГОСТ 24816-81"Материалы строительные. Метод определения сорбционной влажности" 3. ГОСТ 10134.1-82 Стекло неорганическое и стеклокристаллические материалы. Методы определения водостойкости.

Исследование вязкости стекол системы BaO–La2O3–B2O3–SiO2–TiO2–ZrO2–Nb2O М.В. Дяденко Научный руководитель — профессор, д.т.н., зав. кафедрой технологии стекла и керамики И.А. Левицкий Учреждение образования «Белорусский государственный технологический университет», 220006, РБ, г. Минск, ул. Свердлова, 13а, dyadenko-mihail@mail.ru, keramika@bstu.unibel.by При разработке новых составов стекол для световедущей жилы оптического волокна главная проблема состоит в том, чтобы указанное стекло было «коротким». В данной работе под термином «короткое»

будем понимать стекло, характеризующееся изменением значений вязкости от 1010 до 104 Па · с в температурном интервале 100–170 °С.

Детальное исследование влияния оксидов лантана, бария и титана на вязкость стекол осуществлялось в системе BaO–La2O3–B2O3–SiO2– TiO2–ZrO2–Nb2O5, при этом суммарное содержание компонентов B2O3+ZrO2+SiO2+Nb2O5, составляло 60 %, а концентрация оксидов частного сечения BaO–La2O3–TiO2 варьировалась в пределах значений, %: BaO 15–40;

La2O3 0–25;

TiO2 0–25.

Изменение количества оксида лантана от 5 % до 25 % при постоянном содержании TiO2, составляющем 5 %, смещает температурную зависимость вязкости на 30–40 °С в высокотемпера турную область в связи с преобладанием в структуре стекол более прочных, чем Ba–O связей и, вероятно, увеличением доли групп [BO4].

Содержание оксида титана в пределах 5–25 % при постоянном количестве BaO, равном 15 %, в составе опытных стекол вызывает смещение кривой вязкости на 60–80 °С в область низких температур в результате уменьшения степени связности кремнекислородного каркаса, что обусловлено недостатком ионов кислорода, который необходим для образования [TiO4]-групп. На температурной зависимости вязкости стекол с содержанием TiO2 10 %, 15 %, и 25 % отмечено появление экстремумов в интервале температур 800–900 °С, вызванных склонностью исследуемых стекол к кристаллизации.

Особый интерес представляет замена TiO2 на BaO от 5 до 25 % при постоянном содержании La2O3. Увеличение содержания BaO вызывает различие в характере поведения температурной зависимости вязкости опытных стекол в области 630–800 °С и 800–880 °С: наблюдается уменьшение низкотемпературной вязкости и повышение значений высокотемпературной. Использование данного оксида в количестве 15–30 % способствует смещению интервала вязкости стекол 1010–107 Пас на 50–60 °С в область более высоких температур. Можно предположить, что данная закономерность обусловлена уменьшением количества [BO3]-групп в результате образования тетраэдров [BO4] за счет дополнительного кислорода, вносимого оксидом бария.

Последующие добавки BaO в количестве 30–40 % смещают исследуемый интервал вязкости на 10 °С в область низких температур, вероятно, в связи с увеличением доли связи Me2+–(O–Si), которая является весьма слабой и обеспечивает разупрочнение кремнекислородного каркаса. При переходе от сечения, не содержащего оксид La2O3, к сечению с содержанием La2O3 10 %, отмечено исчезновение максимума на кривых температурной зависимости вязкости и общее их смещение в область высоких температур на 50–60 °С.

По результатам исследования вязкости определена область составов стекол, удовлетворяющих указанному в начале работы условию, которая ограничена следующим содержанием оксидов частной системы BaO–La2O3–TiO2, %: BaO 20–30, TiO2 10–15, La2O 5–15.

Для подтверждения результатов исследования вязкости опытных стекол проведено исследование их структуры методом ИК спектроскопии. Установлено, что введение оксида La2O3 в количестве 5–25 % смещает максимум полосы поглощения в низкочастотную область от 1383 см–1 до 1347 см–1 и обеспечивает снижение ее интенсивности ввиду частичной замены группы [BO3] в бороксольных кольцах тетраэдрами [BO4]. Кроме того, происходит смещение положения основной полосы поглощения, характерной для тетраэдров [SiO4], от 999 см–1 до 967 см–1 вследствие деполимеризации кремнекислородных тетраэдров [SiO4] и образования связей Si–O–La+ вместо Si–O–Ba+2 [1].

Изменение количества TiO2 от 5 до 15 % при постоянном содержании оксида бария смещает полосу поглощения, свойственную валентным колебаниям Si–O, в область высоких частот от 967 см–1 до 980 см–1, вероятно, в результате образования тетраэдров [TiO4], обеспечивающих упрочнение кремнекислородного каркаса. При этом повышение содержания TiO2 от 15 % до 25 % способствует сдвигу максимума до 965 см–1, вероятно, из-за деполимеризации кремнекислородного каркаса в связи с преимущественным образованием групп [TiO6] [1].

Таким образом, использование оксидов лантана, титана и бария в различном соотношении позволяет получать стекла для световедущей жилы оптического волокна с коротким интервалом формования.

Список литературы 1. Плюснина И.И. Инфракрасные спектры силикатов.–М.: МГУ, 1967.–198 с.

Совершенствование производства технического водорода Д. С. Загоруйко Научный руководитель — д.х.н., проф. Т. Г. Черкасова Кузбасский государственный технический университет, 650000, Кемерово, ул. Весенняя, 28, dimitry003@mail.ru Паровая конверсия углеводородов — самый экономичный процесс получения водорода. В настоящее время на российских заводах используется паровая конверсия метана. Полученный водород используется в синтезе аммиака, метанола и других немаловажных соединений. Паровая конверсия метана позволяет получить газ с содержанием монооксида углерода 10–27 об. %.

Реакция паровой конверсии монооксида углерода является следующей стадией в схеме получения водорода. Процесс окисления СО водяным паром, протекает по реакции:

Реакция протекает без изменения объема, но, несмотря на это, повышение давления увеличивает скорость реакции, вследствие чего уменьшаются габариты аппаратуры. Создаются благоприятные условия для проведения последующих процессов, идущих под давлением. Так как в промышленности процесс конверсии происходит, как правило, во внутридиффузионной области, то экспериментально было установлено, что для большинства катализаторов скорость возрастает примерно в Р раз [1].

Конверсия оксида углерода является обратимой и экзотермической реакцией. Согласно правилу Ле-Шателье, равновесная степень превращения СО возрастает при снижении температуры. Степень конверсии СО можно повысить также за счет увеличения содержания пара в реакционной смеси или удаления диоксида углерода из зоны реакции. Увеличение количества водяного пара в парогазовой смеси, подвергающейся конверсии, экономически невыгодно. Процесс обычно проводят при соотношении пар:газ = 0,4–0,8, формирующемся после конверсии метана.

Взаимодействие СО с водяным паром происходит только в присутствии катализаторов, и температура начала процесса зависит от их активности. Причем нижний температурный предел определяется условиями конденсации водяного пара, поскольку существующие катализаторы предназначены для работы в газовой фазе. Так как реакция протекает с выделением теплоты, а температура в слое катализатора повышается, то для достижения высокой степени превращения следует начинать процесс при минимальной температуре. Также необходимо организовать промежуточный отвод теплоты между слоями катализатора в случае многополочного реактора.

Высокая степень превращения СО может быть достигнута только при низких температурах, например, остаточное содержание СО менее 0,3 об. % можно получить только при температурах менее 250 °C.

Наиболее распространенным способом осуществления процесса паровой конверсии СО в промышленности является двухстадийный процесс, в котором превращение СО проводят последовательно при высоких температурах 350–450 °C на малоактивном, но термостабильном железохромовом катализаторе и при низких температурах 180–250 °C на высокоактивном, но устойчивом только до 300–350 °C медьцинкалюминиевом оксидном катализаторе [2].

В связи с тем, что процесс конверсии монооксида углерода остается экономически выгодным для очистки технического водорода, постоянно ведется поиск более эффективных вариантов его технологического оформления и способов интенсификации уже действующих производственных установок. Решение этих задач осуществляется за счет разработки и внедрения новых катализаторов и реконструкции существующих технологических схем.

Цель работы заключалась в совершенствовании и повышении эффективности работы промышленного конвертора СО на примере кемеровского ОАО «Азот». Для достижения этой цели были поставлены и реализованы следующие задачи:

— исследована эффективность работы двухстадийной схемы процесса конверсии;

— исследовано влияние основных технологических параметров на эффективность процесса конверсии и выявлены его закономерности;

— исследовано влияние состава газа на показатели процесса;

— произведено сравнение катализаторов отечественного и импортного производства.

Список литературы 1. Мухленов И. П., Добкина Е. И., Дерюжкина В. И., Сороко В. Е. Технология катализаторов. Л.: Химия, 1979. 132 с.

2. Катализаторы, применяемые в азотной промышленности. Каталог/ под ред.

А. М. Алексеева. Черкассы: НИИТЭхим, 1979. 23 с.

Исследование карбонатных марганцевых руд Усинского месторождения на обогатимость А.Ю. Захарова Научный руководитель — к.т.н., доцент И.В.Фролова Томский политехнический университет, 634050, Томск, пр. Ленина, В последние годы в России ощущается острейший дефицит товарных марганцевых продуктов, в промышленном масштабе не эксплуатируется ни одно месторождение марганца. В балансовых запасах России преобладают (90,8 %) труднообогатимые карбонатные руды с относительно низким содержанием марганца (18–22 %), высоким содержанием фосфора (0,2–0,3 %) и кремнезема. Текущие потребности металлургической промышленности России, составляющие около 90 % суммарной потребности страны, оцениваются в 1,3–1,5 млн.т товарной марганцевой руды, и покрываются в основном за счт импорта.

В этой ситуации единственным способом снижения импортной зависимости страны является вовлечение в промышленную переработку отечественных месторождений карбонатных марганцевых руд.

Целью работы является исследовать карбонатную марганцевую руду на обогатимость и разработать наиболее оптимальную схему обогащения.

В работе использованы две схемы обогащения руды.

Исходная руда Исходная руда (самая мелкая фракция) Первичное дробление и Грохочение промывка Магнитная сепарация Дополнительное дробление Отсадка Магнитная сепарация Концентраты Хвосты и шламы высших сортов Отсадка Концентраты Хвосты и шламы высших сортов Схема 1 Схема Первый опыт проводился по схеме 1 с целью выбора оптимальной напряжнности магнитного поля.

Второй опыт проводился по схеме 1, использовалась проба с размером зрен 1 мм. Обогащение такой фракции руды оказалось неэффективно.

Возникла I необходимость в поиске новых подходов к обогащению.

Вторая схема оказалась наиболее оптимальной именно для этой руды. В отличие от предыдущих схем обогащения, в эту включены также стадии промывки и 0 10 20 30 40 50 60 дополнительного дробления.

Преимуществами этой схемы является простота и эффективность обогащения, возможность обогащения в лабораторных условиях.

Преимущества этой схемы перед другими можно увидеть при проведении рентгенофазового анализа, получены следующие результаты.

Таким образом, в данной работе была исследована на обогатимость карбонатная марганцевая руда. Результатом проведнных исследований является выбор схемы обогащения руды, которая включает в себя промывку, измельчение, грохочение, магнитную сепарацию. При использовании данной схемы удалось увеличить содержание карбоната марганца в 2,5–3 раза.

Список литературы 1. Лыгина, Т. З. Технологии обогащения руды : учебное пособие / Т. З.

Лыгина, С. В. Водопьянова ;

— Казань : КГТУ, 2008. — 132 с. : ил. — Библиогр.: с. 123. — Глоссарий: с. 124–130.

2. Анализ железных, марганцев руд и агломератов / Ю. С. Ляликов [и др.]. — 2-е изд., доп. и перераб. — М. : Металлургия, 1966. — 312 с. : ил.

3. Совершенствование методов добычи и обогащения марганцевых руд / Г.

М. Малахов [и др.]. — М. : Недра, 1974. — 288 с. : ил. — Библиогр.: с. 282– 285.

Нейтрализаторы выхлопных газов на основе биметаллических катализаторов сплавного типа О.И. Зеленкина, М.С. Гаврилов Научный руководитель — к.х.н., доцент, ученый секретарь ИК СО РАН, А.А. Ведягин Учреждение Российской академии наук Институт катализа им. Г.К. Борескова Сибирского отделения РАН, 630090, Новосибирск, пр. Лаврентьева, 5, E-mail: helga@catalysis.ru На сегодняшний день одной из основных экологических проблем является загрязнение атмосферы токсичными веществами. В атмосферный воздух поступает большое количество монооксида углерода, несгоревших углеводородов и оксидов азота, основным источников которых является автомобильный транспорт, особенно в крупных городах. Поэтому нейтрализация выхлопных газов автомобилей является актуальной задачей [1–2].

Во многих странах с целью уменьшения количества выхлопов и снижения их токсичности используют метод нейтрализации отработавших газов в системе выпуска. Предлагаемые для этой цели катализаторы, представляют собой керамические или металлические блоки сотовой структуры с нанесенным активным слоем.

Ни для кого не секрет, что автомобильные катализаторы в ходе работы двигателя подвержены воздействию высоких температур, а также резким температурным изменениям, в результате которых они теряют свою активность. Широкое распространение в качестве активных компонентов автомобильных катализаторов получили каталитические композиции на основе драгоценных металлов (Pt, Pd, Rh), которые отличаются высокой термостабильностью и устойчивостью к каталитическим ядам (фосфор, сера). Тем не менее, при температурах выше 900 °С происходит уменьшение поверхности оксида алюминия и спекание драгоценных металлов, что приводит к потере эффективной каталитической поверхности и, как следствие, активности.

Чаще всего используют платиносодержащие катализаторы, что в первую очередь обусловлено ее высокой каталитической активностью.

Катализаторы на основе палладия, стоимость которого в 2,25 раза ниже, по активности на начальном этапе существенно превосходят платиновые. К сожалению, палладиевые катализаторы нестабильны и легко дезактивируются, причиной чему служит агломерация его частиц.

Еще одной важной проблемой автомобильных нейтрализаторов является термическая дезактивация родия. При повышенных температурах родий переходит из активной Rh0 формы в неактивную Rh3+ в результате его диффузии в объем носителя. При этом, ионы родия инициируют фазовый переход оксида алюминия из - в -форму и оказываются необратимо инкапсулированы в этой фазе, что, в свою очередь, приводит к существенному снижению каталитической активности трехмаршрутных автомобильных нейтрализаторов [3].

Данная работа посвящена синтезу и исследованию бикомпонентных катализаторов сплавного типа на основе металлов платиновой группы. Из литературы известно, что биметаллические катализаторы типа Pd–Rh или Рt–Rh характеризуются более высокой стабильностью и каталитической активностью при высоких температурах [4].

В ходе работы на поверхности носителя были синтезированы биметаллические Pd–Rh системы сплавного типа. Катализаторы были исследованы на установке проточного типа в реакции окисления CO, в тестовой реакции гидрогенолиза этана, и рядом физико-химических методов.

Показано, что катализатор, активным компонентом которого является твердый раствор вида PdxRh1–x (x = 0,5, 0,6), обладает повышенной термической и химической устойчивостью в окислительно-восстановительных условиях. Формирование твердого раствора препятствует переходу родия из состояния Rh0 в состояние Rh3+, предотвращая тем самым диффузию активного компонента в объем носителя. Кроме того, частицы твердого раствора более устойчивы к спеканию и агломерации. Полученные результаты позволили определить взаимосвязь условий синтеза и каталитической активности образцов.

Список литературы 1. Борщ В.Н, Пугачева Е.В., Жук С.Я., Андреев Д.Е., Санин В.Н., Юхвид В.И.

// Доклады академии наук. 2008. T. 419. Вып. 6. С. 775–777.

2. Санин В.Н., Андреев Д.Е., Пугачева Е.В., Жук С.Я., Борщ В.Н, Юхвид В.И.

// Неорганические материалы. 2009. Т. 45. Вып. 7. С. 839–846.

3. Stoyanovskii V.O., Vedyagin A.A., Aleshina G.I., Volodin A.M., Noskov A.S.

// Applied Catalysis B: Environmental. 2009. Vol. 90. P. 141–146.



Pages:   || 2 | 3 | 4 | 5 |   ...   | 9 |
 



Похожие работы:





 
© 2013 www.libed.ru - «Бесплатная библиотека научно-практических конференций»

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.