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 |   ...   | 19 |
-- [ Страница 1 ] --

Министерство образования и науки Российской Федерации

Ивановский государственный химико-технологический университет

Московская академия тонкой химической технологии им М.В.

Ломоносова

Российское химическое общество им. Д. И. Менделеева

Академия инженерных наук им. А.М. Прохорова

ТЕЗИСЫ ДОКЛАДОВ

XIII МЕЖДУНАРОДНАЯ НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКАЯ

КОНФЕРЕНЦИЯ

«НАУКОЕМКИЕ ХИМИЧЕСКИЕ ТЕХНОЛОГИИ-2010»

С ЭЛЕМЕНТАМИ НАУЧНОЙ ШКОЛЫ ДЛЯ МОЛОДЕЖИ «ИННОВАЦИИ В ХИМИИ: ДОСТИЖЕНИЯ И ПЕРСПЕКТИВЫ»

29 июня – 2 июля Иваново 2010 УДК 001. 8:278 (043.2) Материалы XIII Международной научно-технической конференции «наукоемкие химические технологии-2010» (29 июня – 2 июля 2010 г.) / ГОУВПО Иван. гос. хим.-технол. ун-т. Иваново, 2010. 595 с.

Компьютерная верстка: М.С. Агеев, А.А. Смирнов Тезисы докладов публикуются в авторской редакции Конференция проводится при финансовой поддержке Российского фонда фундаментальных исследований (грант № 10-08-06031-г) и ФЦП «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России» на 2009-2013 годы (мероприятие 2.1 госконтракт № 02.741.11.2224) ISBN 978-5-9616-0261- © ГОУВПО «Ивановский государственный химико-технологический университет», Организационный комитет Сопредседатели:

Койфман О.И. член-корр. РАН О.И. Койфман, ректор ИГХТУ Тимофеев В.С. президент МИТХТ им. М. В. Ломоносова Члены оргкомитета:

Фролкова А.К. ректор МИТХТ им. М.В.Ломоносова Берлин А.А. академик РАН, директор ИХФ им. Н.Н. Семенова РАН Коврига В.В. зам. директора по науке и развитию ОАО Группа «Полипластик Лунин В.В. академик РАН, декан химического факультета МГУ им. М. В. Ломоносова Новаков И.А член-корр. РАН, ректор ВолгГТУ Озерин А.Н. член-корр. РАН, директор ИСПМ им. Н.С.

Ениколопова РАН Разумов В.В. первый вице-президент компании «Сибур»

Саркисов П.Д. академик РАН, президент РХТУ им. Д.И. Менделеева Смирнов А.С. генеральный директор компании «Лукойл-Нефтехим»

Стороженко П.А. член-корр. РАН, генеральный директор ФГУП «ГНИИХТЭОС»

Трегер Ю.А. генеральный директор ООО НИИЦ «Синтез»

Хаджиев С.Н. академик РАН, директор ИНХС им. Топчиева РАН Шарнин В.А. первый проректор ИГХТУ Швец В.И. академик РАМН, заведующий кафедрой МИТХТ Шаталов В.В. генеральный директор ФГУП «Всероссийский научно исследовательский институт химической технологии (ВНИИХТ)»



Сырбу С.А. зам. проректора по НИР ИГХТУ, ученый секретарь конференции Юловская В.Д. зам. проректора по НИР МИТХТ им. М.В.

Ломоносова, ученый секретарь конференции Члены международного комитета:

Trochimczuk A.W. Wroclaw University of Technology Krawczyk J. Politechnika Krakowska Rieger F. Czech Technical University in Prague Ho-Suk Choi Chungnam National University, South Korea Программная комиссия:

Фролкова А.К. — д.т.н., проф., МИТХТ Букин В. И. — д.т.н., проф., МИТХТ Мирошников Ю. П. — д.х.н., проф., МИТХТ Каплун А. П. — д.х.н., проф., МИТХТ Сухорукова С. М. — д.эк.н., проф., МИТХТ Юловская В. Д. — к.х.н., доц., МИТХТ Шарнин В. А. — д.х.н., проф., ИГХТУ Сырбу С. А. — д.х.н., проф., ИГХТУ Гусева Л. Ж. — к.х.н., доц., ИГХТУ Рабочая группа:

Чернышова О. В. — к.т.н., доц., МИТХТ Крупинова О. Н. — н.с.,к.т.н., МИТХТ Саматадзе А. И. — аспирант, МИТХТ Семерня Л. Г. — главный специалист, МИТХТ Ларкина Е. А. — к.х.н., асс., МИТХТ Челюскина Т. В. — к.т.н., доц., МИТХТ Соколова Т. Н. — к.х.н., доц., ИХР РАН Невский А. В. — д.х.н., проф., ИГХТУ Усачева Т. Р. — к.х.н., доц., ИГХТУ Румянцев Е. В. — к.х.н., доц., ИГХТУ Агеева Т. А. — к.х.н., доц., ИГХТУ Смирнов А. А. — к.х.н., ведущий программист, ИГХТУ Агеев М. С. — ведущий программист, ИГХТУ Буряева И. В. — ведущий инженер ОНИР, ИГХТУ Глазкова М. Е. — аспирант, ИГХТУ Любимова Т. В. — инженер ИХР РАН ПЛЕНАРНЫЕ ДОКЛАДЫ XIII МЕЖДУНАРОДНАЯ НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКАЯ КОНФЕРЕНЦИЯ 6 «НАУКОЕМКИЕ ХИМИЧЕСКИЕ ТЕХНОЛОГИИ-2010»

УДК 546. РОЛЬ ПЛАТИНОВЫХ МЕТАЛЛОВ В НАУКОЕМКИХ ХИМИЧЕСКИХ ТЕХНОЛОГИЯХ Буслаева Т.М.

Московская государственная академия тонкой химической технологии им. М.В. Ломоносова (МИТХТ), г. Москва, e-mail: buslaevatm@mail.ru В Периодической системе элементов Д.И.Менделеева едва ли найдутся металлы, подобные платиновым, без которых не обходится ни одна из областей жизни и деятельности современного общества. Это утверждение бесспорно и не требует доказательств. В докладе предполагается кратко проанализировать состояние заявленной проблемы в различные исторические периоды и на ряде примеров проиллюстрировать тот неоценимый вклад в развитие науки, техники и технологии, который вносят металлы платиновой группы в настоящее время.

Следует разделить, с одной стороны, технологию платиновых металлов (аффинаж), которая является наукоемкой в силу чрезвычайно сложной химии этих элементов, составляющей физико-химические основы их получения в чистом виде, и технологии синтеза соединений и материалов на основе платиновых металлов – с другой.

Будут рассмотрены перспективы использования в аффинаже платиновых металлов технологии «молекулярного распознавания» как самого прогрессивного метода селективного выделения платины, палладия, родия из технологических растворов. Указанная технология может быть реализована либо в экстракционном, либо в сорбционном варианте. Обобщены литературные и полученные на кафедре Химии и технологии редких и рассеянных элементов МИТХТ им. М.В.Ломоносова данные по извлечению Pd(II) из хлоридных растворов макроциклическими реагентами (экстракция) и химически модифицированными кремнеземами (сорбция).





Отдельное место в докладе будет уделено наукоемким химическим технологиям синтеза соединений платиновых металлов, которые обладают полезными в практическом отношении свойствами, например, антиканцерогенными, каталитическими и др.

Приведены примеры наукоемких технологий синтеза противоопухолевых препаратов на основе платины и палладия. Обсуждается роль соединений – предшественников в получении наночастиц платиновых металлов с целью их последующего применения в различных видах катализа.

Подробно рассмотрены реакции координированных к платине, палладию и другим платиновым металлам лигандов, которые неразрывно связаны с металлокомплексным катализом и металлпромотируемыми реакциями и применяются для синтеза полимеров, пестицидов, лекарственных препаратов, для получения сверхчистых металлов и полупроводников. Речь пойдет о реакциях координированных нитрилов, о получении карбеновых комплексов платиновых металлов и их применении в реакциях кросс-сочетания.

ПЛЕНАРНЫЕ ДОКЛАДЫ УДК 541.183:544.7:546.824: 678. ТЕХНОЛОГИЯ МОЛЕКУЛЯРНОГО НАСЛАИВАНИЯ И АППАРАТУРА ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА ПЕРСПЕКТИВНЫХ ОКСИДНЫХ МАТЕРИАЛОВ Малыгин А.А.

Санкт-Петербургский государственный технологический институт (технический университет), г. Санкт-Петербург, e-mail: malygin@lti-gti.ru Метод молекулярного наслаивания (МН) и нанотехнология на его основе находят все большее признание как перспективное направление создания материалов различного функционального назначения [1, 2]. Наиболее подробно в процессах МН изучены различные виды оксидных структур, нанесенных на поверхность различных твердофазных матриц. Синтезированные композиции представляют интерес или уже находят применение в качестве высокоэффективных сорбентов, катализаторов, наполнителей композиционных материалов, защитных покрытий, огнегасящих добавок и др. Внедрение ряда продуктов в авиаприборостроении, электронной технике привело к необходимости разработки аппаратурного оформления процесса МН и организации производства новых материалов.

В настоящем сообщении представлены некоторые результаты по синтезу методом МН на поверхности различных твердофазных матриц (дисперсные и пористые оксиды кремния, алюминия, карбид кремния, кварцевые волокна, полимерные пленки, керамические мембраны) оксидных наноструктур титана, фосфора, кремния, хрома, ванадия, а также их сочетаний, которые придают системе новые физико-химические и функциональные свойства. В зависимости от материала подложки и регулируемых свойств целевого продукта на примере химической сборки титаноксидных поверхностных структур продемонстрированы междисциплинарные возможности нанотехнологии МН при создании материалов различного функционального назначения. Представлены данные по изучению влияния природы подложки из ряда кремний, стекло, слюда на структуру формирующегося титаноксидного слоя в зависимости от числа циклов МН. Установлено влияние состава и толщины титаноксидных покрытий на прочностные характеристики и шероховатость стеклянных матриц (стеклосферы, кварцевые волокна), оптические свойства стеклянных волокон, энергетические и антибактерицидные параметры поверхности полимерных пленок (полиэтилен, поливинилхлорид), газопроницаемость и селективность керамических мембран, огнегасящее действие диоксида кремния в составе пенопласта и др.

Рассмотрены особенности и представлены экспериментальные данные по аппаратурному оформлению процесса МН в зависимости от вида обрабатываемой подложки в проточном и вакуумном вариантах, перспективы модифицирования поверхности нанопорошков в кипящем слое.

Литература [1] Кольцов С.И., Алесковский В.Б. ЖФХ. – 1968. – Т. 42. – С. 1210.

[2] Малыгин А.А. Российские нанотехнологии.- 2007.- Т.2, № 3-4.- С.87.

XIII МЕЖДУНАРОДНАЯ НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКАЯ КОНФЕРЕНЦИЯ 8 «НАУКОЕМКИЕ ХИМИЧЕСКИЕ ТЕХНОЛОГИИ-2010»

СТРУКТУРА И СВОЙСТВА КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ НА ОСНОВЕ ПОЛИМЕРНЫХ МАТРИЦ И НАНОЧАСТИЦ.

РЕЗУЛЬТАТЫ И ПЕРСПЕКТИВЫ Озерин А.Н., Куркин Т.С., Алханишвили Г.Г., Судеева Е.В, Кечекьян А.С., Гриценко О.Т., Озерина Л.А, Мешков И.Б., Музафаров А.М., Долматов В.Ю.

Учреждение Российской академии наук Институт синтетических полимерных материалов им. Н.С. Ениколопова РАН 117393 Москва, Профсоюзная ул., 70, e-mail: ozerin@ispm.ru Полимерные композиционные материалы широко используются в различных областях современного промышленного производства, в том числе - основанных на нанотехнологиях, что обусловлено относительной легкостью их переработки в конечные изделия.

Переход к наноразмерным уровням наполнителей позволил существенно улучшить характеристики нанокомпозитов при уменьшении их степени наполнения, а в ряде случаев достичь новых свойств (уменьшение проницаемости по целевым компонентам, повышение оптической прозрачности, самопассивации, огнестойкости), недостижимых с использованием традиционных наполнителей и модификаторов. Тем не менее, нанокомпозиты, в основном, все еще остаются материалами, морфология которых практически не контролируется и остается изотропной, что не позволяет настраивать их на некоторые очень важные применения.

В последнее время появились новые подходы и практические приемы, которые позволяют располагать наночастицы заданной формы и размера в матрице полимера контролируемым способом, не ограничиваясь простейшими случаями изотропного или одномерного распределения.

При этом установлено, что использование неорганических наночастиц в качестве наполнителей для создания пространственных ограничений для макромолекул и модификации свойств полимерных систем является эффективным при соблюдении следующих условий: (1) наночастицы должны иметь достаточно узкое распределение по размерам и не иметь склонности к агрегированию в полимерной матрице вплоть до высоких степеней наполнения;

(2) характерные (линейные) размеры наночастиц и средние расстояния между ними не должны существенно отличаться от радиусов инерции соответствующих матричных полимеров и характерных размеров структурных элементов полимерной системы (большие периоды, размеры кристаллитов, расстояния между узлами сетки зацеплений, и т.д);

(3) взаимодействие наночастиц с полимерной матрицей должно быть "оптимальным" для обеспечения как возможности их диспергирования, так и последующей иммобилизации в матрице, исключающей возможность агрегирования при обработке или хранении материала.

При этом сами наночастицы становятся "неотъемлемой" частью полимерной системы, взаимодействие которых с макромолекулами часто похоже на взаимодействие макромолекул различной химической структуры между собой.

В работе анализируются результаты последних работ в области управления морфологией, структурой и свойствами нанокомпозитов в условиях введения контролируемых количеств наночастиц или наномодификаторов.

Работа выполнена при финансовой поддержке РФФИ (проект 08-03-01074) и Программы фундаментальных исследований Президиума РАН (П-21).

ПЛЕНАРНЫЕ ДОКЛАДЫ УДК 541.127:546.56:661. МЕХАНОХИМИЧЕСКИЙ СИНТЕЗ КАТАЛИЗАТОРОВ В АКТИВНЫХ ГАЗОЖИДКОСТНЫХ СРЕДАХ Смирнов Н.Н., Ильин А.П.

Ивановский государственный химико-технологический университет (ИГХТУ), г. Иваново, e-mail: smirnov@isuct.ru Энергоэффективный механохимический (МХ) синтез каталитических нанокомпозиций один из многообещающих методов, позволяющий получать качественные катализаторы различного состава по экологически безопасной технологии. Применение методов МХ синтеза позволяет решить комплекс проблем, связанных с повышением каталитической активности существующих систем;

упрощением технологии получения;

расширением сырьевой базы за счет использования высокотемпературных оксидов и металлов.

В работе предложено решение проблемы повышения энерготехнологической эффективности МХ синтеза катализаторов за счет подбора физико-химических, энергетических условий приготовления и рационального использования интенсивного механического и сопутствующего термического воздействия. Обоснован выбор физико-химических и энергетических условий диспергационно-конденсационного режима МХ технологии в производстве получения каталитических нанодисперсных систем.

Механохимический синтез проводили в паро-воздушно-аммиачно углекислотной газовой среде в интервале температур 25 – 100° C с контролируемым соотношением компонентов. Объектами исследования, на примере которых отработан диспергационно-конденсационный режим МХ синтеза, были медьсодержащие катализаторы, широко используемые в процессах конверсии монооксида углерода, синтеза метанола, дегидрирования циклогексанола в циклогексанон, окисления спиртов.

Для определения роли газовой и жидкой фаз при механохимической активации предложено использовать относительную степень насыщения многокомпонентной газовой смеси. Исследования, проведенные при различной степени насыщения компонентов газовой фазы, показали, что одним из наиболее существенных факторов, определяющим параметры взаимодействия, является химический состав газовой фазы и температурный режим в мельнице.

На основании экспериментальных данных, полученных при различных составах газовой смеси и температурах, определены области существования различных соединений меди, цинка, магния и алюминия. Экспериментальные результаты о фазовом составе продуктов взаимодействия согласуются с расчетными термодинамическими параметрами о составе жидкой, газовой и твердой смесях. Выделяющийся конденсат представляет область, в которой локализованы основные химические превращения, может быть дополнительным источником ускорения МХ синтеза за счет возможности создания в системе условий для протекания гидротермальных реакций.

XIII МЕЖДУНАРОДНАЯ НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКАЯ КОНФЕРЕНЦИЯ 10 «НАУКОЕМКИЕ ХИМИЧЕСКИЕ ТЕХНОЛОГИИ-2010»

УДК 546.2+546.9+547.1+666. РАЗРАБОТКИ ГНЦ РФ ГНИИХТЭОС В ОБЛАСТИ НАНОТЕХНОЛОГИЙ Стороженко П.А.

ГНЦ РФ Федеральное государственное унитарное предприятие «Государственный научно-исследовательский институт химии и технологии элементоорганических соединений» (ГНЦ РФ ФГУП «ГНИИХТЭОС»), г. Москва, e-mail: eos2004@inbox.ru Рассмотрены перспективы развития нанотехнологий в базовых отраслях экономики за рубежом и в Российской Федерации. Описаны разработанные в ГНИИХТЭОС процессы получения неорганических нанопорошков с размером частиц 8-100 нм (получение в плазме и плазмохимический синтез, получение наноструктурированных порошков и материалов CVD-методом). Приведены физико-химические свойства нанодисперсных порошков: Al, Cu, Fe, Ni, Zr, Ti, Si, Zn, Mn, B, Mo, Mg, C, Al2О3, Fe2О3, ZrO2, AlN, BN, SiC, Cu*Ni, Cu*Sn, а также карбонилов металлов V- VIII групп Периодической системы.

Обсуждаются процессы синтеза, физико-химические и эксплуатационные свойства органоэлементоксановых соединений – керамообразующих олигомеров для создания новых оксидных нанокерамических материалов, включающих фрагменты Al–О–Al;

Al–О–Si;

Al–О–Mg;

Al–О–Ti;

Ti–О–Ti, а также карбосиланов и металлсодержащих карбосиланов – прекурсоров для создания нанокарбидокремниевой керамики.

Рассмотрены подходы к получению наноструктурированной керамики через элементоорганические керамообразующие соединения.

ПЛЕНАРНЫЕ ДОКЛАДЫ УДК 544.4.032. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ПРИМЕНИНИЯ УЛЬТРАЗВУКА В КАТАЛИЗЕ Сульман М.Г.1, Матвеева В.Г.1, Сульман Э.М.1, Валецкий П.М.2, Тверской государственный технический университет, ТГТУ, г. Тверь, e-mail: sulman@online.tver.ru Институт элементоорганических соединений РАН г. Москва Действие акустических колебаний в катализе отличается большим разнообразием. Ультразвуковые волны могут ускорять химические реакции за счет эмульгирования жидких компонентов, диспергирования твердых компонентов и катализаторов, эрозии их поверхности, дегазации, предотвращения осаждения или коагуляции продуктов, интенсивного перемешивания и т.д. Однако часто действие ультразвука на твердые тела, такие как катализаторы, нельзя сводить только к диспергированию, т.к. при определенных условиях обнаруживается повышение активности катализаторов много больше той, которая была бы результатом только измельчения частиц. В результате диспергирования увеличивается межфазная удельная поверхность реагирующих компонентов. Диспергирование при этом идет как за счет разрушения частичек твердой фазы, так и за счет поверхностного трения между твердыми и жидкими фазами. Уменьшается и толщина диффузионного пограничного слоя, в результате чего повышается количество результативных соударений молекул реагирующих компонентов. Показательно, что низкие звуковые частоты имеют существенные особенности для процесса эрозии твердых тел: если на средних и высоких частотах характерна поверхностная эрозия, при которой образуется шероховатая поверхность, носящая следы выкрашивания довольно крупных частиц, то на низких частотах наблюдаются сглаживание и своеобразная полировка поверхности, по-видимому, вследствие выкрашивания микроскопических частиц. В настоящее время существуют две основные группы теорий, выдвинутых для объяснения энергоемких химических и физико-химических эффектов, вызываемых кавитацией - тепловые и электрические. Тепловые теории связывают эти эффекты с возникновением высокой температуры внутри кавитационного пузырька в процессе его адиабатического сжатия с непрерывно возрастающей скоростью, а электрические теории – с разрядом внутри кавитационного пузырька вследствие накопления на его стенках электрических разрядов. Все эти эффекты, вызываемые ультразвуковым воздействием, обусловливают возрастающий интерес к использованию звукохимических методов в органическом синтезе и катализе. Понятно, что совместное исследование двух сложных явлений катализа и звукохимических воздействий - не позволит быстро продвинуться в изучении механизма катализа в ультразвуковом поле. Поэтому представляется целесообразным попытаться проанализировать механизмы действия акустических колебаний на различные каталитические реакции.

XIII МЕЖДУНАРОДНАЯ НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКАЯ КОНФЕРЕНЦИЯ 12 «НАУКОЕМКИЕ ХИМИЧЕСКИЕ ТЕХНОЛОГИИ-2010»

УДК 546. НАНОТЕХНОЛОГИИ В АТОМНОЙ ЭНЕРГЕТИКЕ И РАДИОЭКОЛОГИИ Тананаев И.Г.

Учреждение Российской академии наук Институт физической химии и электрохимии им. А.Н. Фрумкина РАН, г. Москва, e-mail: geokhi@mail.ru Современные подходы к устойчивому развитию ядерного топливного цикла (производство топливных композиций, переработка ОЯТ, обращение с радиоактивными отходами различного уровня активности, радиоэкология) напрямую связаны с развитием наноиндустрии. В докладе будут представлены научные достижения в указанных выше областях. В качестве достижений является, например, получение сорбента «Физхимин», содержащего нанометровые частицы соединений Ag для локализации различных форм радиоактивного иода из парогазовой фазы. Показано, что наночастицы Pt, Pd, Ru, нанесенные на поверхность носителя в качестве гетерогенных катализаторов, могут быть широко применены в процессах переработки ОЯТ. Разработаны перспективные каталитические методы стабилизации U, Np, Pu и Am в заданных степенях окисления, в том числе получение U(IV), с участием H2, N2H4, HCOOH, H2CO, C2H5OH в качестве восстановителя, и Pt/Al2O3, Pt/SiO2,Pt/C, Pd/SiO2, Re2S как катализаторы. В области обращения и утилизации гетерогенных щелочных актинидсодержащих отходов были проведены широкомасштабные исследования по установлению хода твердофазных превращений соединений актинидных элементов в среде гетерогенных щелочных пульп в зависимости от их состава и времени хранения. Разработаны перспективные методы очистки жидких радиоактивных отходов от примесей трансурановых элементов, 137Cs, 90Sr, 99Tc и др. c применением наноколлекторов. Методом электронно-лучевой перегонки лигно-целлюлозных материалов были получены нанопористые угли, обладающие уникальными физико-химическими свойствами. Они, также как и наноуглеродные тубулены, являются эффективными поглотителями радиоактивных органических отходов, в том числе загрязненных тритием масел, отработанных органических экстрагентов. Углеродные наноматериалы являются перспективной матрицей для синтеза высокоэффективных сорбентов для концентрирования, разделения и выделения радионуклидов. С помощью методов темплатного синтеза получены новые наноструктурированные полидентантные лиганды, образующие прочные комплексы с пертехнетат-ионами даже в высокосолевых подземных водах. С применением указанных выше лигандов исследована миграция 99Тс с поверхностными и подземными водами района ФГУП «ПО «Маяк» для поиска путей реабилитации природных загрязненных территорий. Недавно были получен и исследован ряд соединений U(VI), содержащих пористые нанотрубчатые образования. Полученные ранее результаты показывают, что изолированные актинид-содержащие нанотрубки могут быть использованы в качестве матриц для иммобилизации урана, трансурановых элементов и продуктов деления.

ПЛЕНАРНЫЕ ДОКЛАДЫ УДК 542.97:541. ИССЛЕДОВАНИЕ МЕХАНИЗМА РЕАКЦИЙ ЭКОЛОГИЧЕСКОГО КАТАЛИЗА СПЕКТРОКИНЕТИЧЕСКИМ МЕТОДОМ IN SITU Третьяков В.Ф., Матышак В.А.*, Третьяков К.В., Конохов Н.В.

Московская государственная академия тонкой химической технологии им. М.В Ломоносова (МИТХТ), г. Москва, e-mail: tretjakov@ips.ac.ru * Институт физической химии им. Н.Н.Семенова РАН, г.Москва В последнее время много внимания уделяется разработке катализаторов для реакции селективного восстановления оксидов азота углеводородами в избытке кислорода (СКВ NOx). Обнаружение достаточно высокой активности медьсодержащих оксидных катализаторов в этой реакции показало принципиальную возможность селективного каталитического восстановления оксидов азота в присутствии кислорода. При исследовании механизма этого процесса было установлено, что причина активности заключается в существовании изолированных медных центров, на которых молекулярная адсорбция кислорода слабая, а диссоциативная адсорбция практически не происходит из-за отсутствия парных центров. В результате конкуренция за места на поверхности между оксидами азота и кислородом отсутствует. Позже было обнаружено, что процесс СКВ NOx происходит также на оксидных системах, где кислород не препятствует, а способствует активации оксида азота в виде поверхностных нитратных комплексов, которые реагируют с углеводородами или продуктами их активации с образованием, главным образом органических нитритов ONO-CmHn или нитратов O2N-CmHn.

Результаты изучения процесса активации углеводородов, в частности пропилена, при взаимодействии с поверхностью оксида показали что, на кислотных центрах катализатора образуются промежуточные азотсодержащие органические вещества, которые при повышенной температуре реагируют с NO+O2 или с NO2, образуя молекулярный азот. К настоящему времени установлены некоторые общие свойства поверхностных нитрит-нитратных и нитроорганических соединений. Вместе с тем, отсутствует информация о стадиях процесса, приводящих к образованию этих комплексов и о механизме превращения нитратного комплекса в молекулярный азот. Эта информация является весьма важной, с точки зрения регулирования активности и селективности процесса СКВ NOx.

В связи с этим, в докладе приводятся результаты изучения свойств и роли нитритных, нитратных и нитроорганических поверхностных соединений спектрокинетическим методом in situ в реакции СКВ NOx углеводородами на широком классе оксидных катализаторов, включая промышленные катализаторы НТК-10-1, СТК, Ni-Cr-оксидный, а также катализаторы на основе ZrO2 (массивный ZrO2, столбчатая глина со столбцами из ZrO2 (ZrO2-СГ)), столбчатая глина, столбцы которой модифицированы Pt и Сu (Pt,Сu /ZrO2-СГ).

XIII МЕЖДУНАРОДНАЯ НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКАЯ КОНФЕРЕНЦИЯ 14 «НАУКОЕМКИЕ ХИМИЧЕСКИЕ ТЕХНОЛОГИИ-2010»

УДК 529. POLYMER IMMOBILIZED ANALOGUES OF IONIC LIQUIDS Trochimczuk A.W.

Wrocaw University of Technology, Faculty of Chemistry, 50-370 Wroclaw, Poland, e-mail: Andrzej.Trochimczuk@pwr.wroc.pl Ionic liquids (IL) can be defined as salts having low melting points, usually below 100oC. In recent years this new type of material, attracted a lot of attention of chemists due to some unique properties such as negligible vapour pressure, good thermal stability and, what is especially important, high polarity. These features allowed the use of ILs as environmentaly friendly (no vapour pressure) and safe alternative to organic solvents. „Task-specific Ionic Liquids (TSILs) can be defined as ionic-liquids in which cation, anion or both of them have a functional group attached covalently as a part of their structure. The group gives desired properties (catalytic activity, ion-exchange).

Developments in catalysis using IL were widely studied and reviewed. By a careful choice of the cation and anion it is possible to tune the properties of IL, for example its miscibility with water and ability to dissolve substrates and products of the reaction carried in such medium. However, sometimes it is not possible to achieve easy separation of the reaction products from the IL. In such case the obvious choice is the heterogenization of the ionic liquid by, for example, its immobilization in or on the solid support. One of the first examples of such work was immobilization of the imidazolium salts on the Merrifield type polymeric resin. In such a way it was possible to prepare an efficient catalytic system for the nucleophilic substitution reactions, which could be used many times with no loss of activity and it was easily removable from the after reaction mixture. The supported ionic liquid phases were also reviewed.

In this work we would like to present some results of research on solid polymeric analogues of ionic liquids (IL-analogues), in which polarity of the material is due to the presence of cations and anions known from the chemistry of ionic liquids: imidazolium and anions like trifluoromethylsulfonate, trifluoroacetate, p toluenosulfonate. Such materials are obtained by modification of lightly crosslinked vinylbenzyl chloride-divinylbenzene copolymers with alkyl substituted imidazol, followed by subsequent ion-exchange of suitable anions. By an introduction of an additional function, such as for example sulfonic group, it was also possible to obtain a catalytically active polymer immobilized IL. Additionally, this material, as crosslinked ones, is totally insoluble in any solvent. The last feature makes possible a range of applications such as reactive chromatography, column-continous processes.

ПЛЕНАРНЫЕ ДОКЛАДЫ СПЕЦИАЛЬНЫЕ МЕТОДЫ РАЗДЕЛЕНИЯ АЗЕОТРОПНЫХ СМЕСЕЙ Фролкова А.К.

Московская академия тонкой химической технологии им. М.В.Ломоносова, Москва, пр. Вернадского, 86, e-mail: frolkova@mitht.ru Разработка специальных методов разделения многокомпонентных смесей в большинстве случаев базируется на направленном преобразовании структур фазовых диаграмм при варьировании внешних параметров (температуры, давления) или добавлении специально подобранных дополнительных веществ (разделяющих агентов). Следствием этого является изменение состава азеотропа (гетероазеотропа), геометрических свойств граничных многообразий, взаимного расположения сепаратрисы и бинодали.

В докладе представлены результаты систематических исследований автора с сотрудниками, направленных на максимальное использование особенностей фазового поведения систем, которое открывает новые возможности и режимы разделения азеотропных смесей.

Изучена эволюция азеотропов в моно- и биазеотропных системах, выявлены диапазоны изменения их составов и связь с избыточными термодинамическими функциями (избыточными парциальными молярными теплотами испарения, избыточными теплоемкостями). В присутствии дополнительных веществ показана связь эволюции псевдоазеотропа (в сечениях с постоянной концентрацией дополнительного вещества) с взаимным ходом различных изо-многообразий в тройных системах. На ряде конкретных примеров проиллюстрированы возможности разделения азеотропных смесей при добавлении разделяющего агента, выполняющего одновременно несколько функций, в частности: селективное увеличение относительной летучести исходных компонентов, образование гетероазеотропа с одним из исходных веществ. Проведена оценка перспектив использования ионных жидкостей для экстрактивной ректификации азеотропных смесей.

Для дальнейших систематических исследований фундаментальных и прикладных аспектов разделения азеотропных смесей сформированы банки параметров моделей парожидкостного равновесия сложных, в том числе биазеотропных систем, банки данных по свойствам потенциальных разделяющих агентов, банки специальных приемов и различных режимов разделения бинарных и многокомпонентных смесей. Результаты собственных исследований дополнены анализом значительного числа зарубежных литературных источников последнего десятилетия. Предлагаемые в них технологические решения, несмотря на определенные структурные и режимные новшества, базируются на идеях, сформулированных и активно разрабатываемых в МИТХТ научной школой Л.А.Серафимова с 1960-ых годов, что убедительно показывает приоритет российской науки в области создания теоретических основ разделения сложных смесей. В то же время проведенный анализ значительно расширяет круг систем (объектов), разделение которых XIII МЕЖДУНАРОДНАЯ НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКАЯ КОНФЕРЕНЦИЯ 16 «НАУКОЕМКИЕ ХИМИЧЕСКИЕ ТЕХНОЛОГИИ-2010»

возможно как в комплексах, ориентированных на принцип перераспределения полей концентраций, так и в гибридных схемах, отличающихся разной последовательностью процессов в аппаратах схемы и конфигурациями колонн.

Для выявления области применимости различных разделительных комплексов (схем с рециклами) предложен метод балансовых симплексов, который позволяет привести в соответствие топологию и геометрию диаграммы фазового равновесия структуре комплекса при выбранном методе и закрепленном заданном разделении. Последнее ориентировано на выделение практически чистых компонентов, что предполагает реализацию предельных режимов ректификации (на колонне с бесконечной эффективностью и бесконечным флегмовым числом). Возможности метода проиллюстрированы комплексами разделения смесей за счет варьирования давления, кривизны сепаратрисы, сочетания ректификации и расслаивания.

Работы автора с сотрудниками поддержаны грантом РФФИ 08-03 00976, грантом АВЦП «Развитие научного потенциала высшей школы» (№ 2.1.2/6880).

ПЛЕНАРНЫЕ ДОКЛАДЫ 110 ЛЕТ МИТХТ ИМЕНИ М.В. ЛОМОНОСОВА: ФУНДАМЕНТАЛЬНЫЕ ТРАДИЦИИ И НАУЧНО-ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЕ ИННОВАЦИИ Фролкова А.К., Тимофеев В.С.

Московская академия тонкой химической технологии им. М.В.Ломоносова, Москва, пр. Вернадского, 86, e-mail: frolkova@mitht.ru Любая круглая дата в жизни коллектива – хороший повод в наше непростое время заявить о своих достижениях и уникальности, выразить благодарность предшественникам и последователям, отметить повседневную добросовестную работу сотрудников и их вклад в преумножение традиций и перспективное развитие своей alma mater. Такой датой для Московской государственной академии тонкой химической технологии (МИТХТ) имени М.В.Ломоносова в 2010 году является 110 лет со дня основания, которым является 1 июля 1900 г., когда в Москве были учреждены Высшие женские курсы (МВЖК) университетского типа, готовившие женщин для преподавательской, научной и практической работы.

В 1918 г. МВЖК были преобразованы во 2-ой Московский Государственный университет, химико-фармацевтический факультет которого начал готовить специалистов-химиков. В 1930 г. 2-ой МГУ был разделн на три самостоятельных вуза, преемником химико-фармацевтического факультета стал химико - технологический институт, получивший в 1931 г. наименование Московский институт тонкой химической технологии.

7 мая 1940 г. институту было присвоено имя М.В.Ломоносова за большие научные достижения и подготовку специалистов, в 1971 г. он награжден орденом Трудового Красного Знамени, в 1993 г. получил статус академии и наименование – Московская государственная академия тонкой химической технологии (МИТХТ) им. М.В.Ломоносова.

Сегодня МИТХТ - современный динамично развивающийся химико технологический вуз, коллектив которого насчитывает около 4000 студентов, аспирантов, слушателей, более 1000 работников, в том числе преподавателей и 130 научных сотрудников. Академия сохраняет и развивает заложенные более века назад лучшие университетские традиции: демократизм, взаимопроникновение учебного и научного процессов, высокий теоретический уровень подготовки в сочетании с серьзной инженерно-технологической подготовкой. Отличительной особенностью МИТХТ является постоянное стремление к использованию новых, передовых методов в подготовке специалистов.

В МИТХТ реализуется метод обучения, включающий обязательное участие студентов в научных исследованиях, что является основой качественной подготовки выпускаемых академией специалистов.

МИТХТ является лидером в РФ в области многоуровневой подготовки кадров, позволяющей наиболее гибко учитывать требования экономики и работодателей к качеству подготовки специалистов, меняющиеся XIII МЕЖДУНАРОДНАЯ НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКАЯ КОНФЕРЕНЦИЯ 18 «НАУКОЕМКИЕ ХИМИЧЕСКИЕ ТЕХНОЛОГИИ-2010»

образовательные потребности учащихся. За вклад в разработку многоуровневой системы образования трем авторским коллективам МИТХТ присуждены Премии Правительства РФ.

Авторитет МИТХТ, основанный на высоком качестве преподавания, позволяет обеспечивать конкурс в академию, несмотря на уменьшение в последние годы количества выпускников школ. В 2009 году МИТХТ не только выполнил контрольные цифры приема на 1 курс (570 чел.), но и дополнительно принял по согласованию с Рособразованием 59 абитуриентов. В 2009 году были увеличены контрольные цифры приема в магистратуру с 200 до 250 чел., аспирантуру с 53 до 62 чел.

Созданная в академии инновационная научно-образовательная среда позволяет наряду с получением высококачественных научных результатов обеспечивать подготовку специалистов высшей квалификации по специальностям через докторантуру и аспирантуру. В академии работает докторских диссертационных советов. Выпуск аспирантов в срок с защитой диссертаций составляет 60-70%. По этим показателям МИТХТ также занимает лидирующие позиции в системе высшего профессионального образования РФ.

Для подготовки элитных кадров создан Исследовательский университет МИТХТ, объединяющий магистратуру, высшую инженерную школу, аспирантуру, докторантуру и 16 научно-образовательных центров с институтами РАН, ГНЦ, промышленными компаниями. В МИТХТ функционирует приборный центр коллективного пользования, в котором установлено уникальное аналитическое оборудование стоимостью около млн.руб., используемое научными сотрудниками, аспирантами и студентами академии и других вузов.

Научно-исследовательская работа является наряду с образовательной одной из важнейших сфер деятельности МИТХТ.

Аккредитация академии Федеральной службой по надзору в сфере образования и науки в 2008 г. подтвердила, что МИТХТ является многопрофильным учебно-научно-инновационным комплексом с широко развитой инфраструктурой и современной материально-технической базой, обеспечивающим многоуровневую подготовку квалифицированных бакалавров, специалистов и магистров, соответствующих современным требованиям. Большинство показателей нашей деятельности соответствуют и даже превышают университетский уровень, что убедительно демонстрирует приверженность вуза своей истории и нацеленность на эффективную работу в будущем.

ПЛЕНАРНЫЕ ДОКЛАДЫ ПЛАЗМОХИМИЧЕСКИЕ ТЕХНОЛОГИИ Фатеев В.Н.

Российский научный центр «Курчатовский институт» (РНЦ «КИ»), г. Москва, e-mail: fat@hepti.kiae.ru Плазменные технологии – уже давно используются для ввода высокоэнтальпийной энергии и получения экстремально высоких температур, например, для испарения и диссоциации солей, травления поверхности и нанесения покрытий, для резки и ряда других процессов. Однако использование плазменных технологий для химической промышленности пока весьма ограничено и наиболее ярким и практически единственным примером промышленной реализации плазмохимической технологии является производство ацетилена (фирма Hulls, Германия).

Можно полагать, что сдерживающим фактором здесь во много является потребление непосредственно электрической энергии. В случае проведения эндотермического процесса и использования только энергии разряда – указанный недостаток может стать решающим. Другим недостатком является достаточно быстрое достижение термодинамического равновесия и низкая селективность по продуктам реакции.

Однако у плазмохимических технологий есть и немаловажные достоинства:

1. Высокая удельная производительность, обусловленная как высокой скоростью реакций, обусловленной активными частицами – электронами, радикалами, возбужднными молекулами, так и реализацией процесса в объеме газовой фазы;

2. Низкая инерционность, в связи с низкой теплоемкостью газовой фазы;

3. Возможность создания высокоэнтальпийных сред для проведения химических процессов при относительно низкой температуре стенок аппаратов и других конструкционных элементов;

4. Отсутствие проблем активации и регенерации катализатора.

Принципиальное решение проблемы высокого расхода электроэнергии заложено в так называемом «явлении плазменного катализа», когда роль плазмы сводится только к ускорению химического процесса за счт активных частиц и цепных процессов с их участием. В настоящее время с использованием этого подхода успешно развиваются технологии конверсии природного газа и жидких топлив, газификации биомассы, включая бытовые отходы, и получения наноструктурированных материалов, например, кремния.

XIII МЕЖДУНАРОДНАЯ НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКАЯ КОНФЕРЕНЦИЯ 20 «НАУКОЕМКИЕ ХИМИЧЕСКИЕ ТЕХНОЛОГИИ-2010»

УДК 541.133 +544.6.018.47-036. МЕХАНИЗМ ИОННОГО ПЕРЕНОСА В ГИБРИДНЫХ МЕМБРАНАХ Сафронова Е.Ю., Лысова А.А., Новикова С.А., Ярославцев А.Б.

Институт общей и неорганической химии им. Н.С. Курнакова Российской академии наук, Москва, e-mail: yaroslav@igic.ras.ru Одной из главных задач современной химии в последние десятилетия становится обеспечение чистоты производства, обезвреживание отходов, в первую очередь сточных вод, а также поиск новых экологически чистых источников энергии. Решение этих проблем во многом связывается с использованием мембранных материалов. Однако, несмотря на разнообразие, они не всегда удовлетворяют растущие потребности науки и производства.

Поэтому интенсивно развиваются работы в области модификации мембранных материалов, в особенности получения гибридных мембран, содержащих неорганические и высокомолекулярные компоненты. Модификация открывает широкие возможности получения материалов с разнообразными свойствами на основе использования сравнительно небольшого числа серийно выпускаемых мембран. В качестве наиболее перспективных рассматриваются работы, связанные с получением объемно модифицированных гибридных материалов типа органика/неорганика, широко используемых в альтернативной энергетике.

В данном сообщении приводится новое объяснение явления повышения ионной проводимости в гибридных мембранах, основанное, в первую очередь, на результатах, полученных авторами в последние годы.

Модификация сульфокатионообменных перфторированных мембран МФ 4СК проводилась путем синтеза в их матрице полианилина, оксидов кремния, циркония или металлов (серебро, медь). Характерный размер частиц составляет 2-5 нм. Показано, что модификация сопровождается ростом ионной проводимости мембран. При этом наиболее существенные изменения проводимости достигаются при низкой влажности (низком влагосодержании мембран).

Для объяснения явления увеличения ионной проводимости в таких системах предложена новая теория полуэластичности стенок пор мембраны.

Увеличение проводимости достигается в первую очередь за счет увеличения размера каналов, связывающих поры мембраны. Сделанное заключение подтверждается сопоставлением данных по ионной проводимости и ЯМР релаксаци. Сделано предположение о том, что в области низкой влажности дополнительный вклад в увеличение проводимости вносит перенос по поверхности внедренных наночастиц. Предложенная теория также позволяет объяснить изменение механических свойств гибридных мембран.

ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ВОПРОСЫ ХИМИЧЕСКИХ ТЕХНОЛОГИЙ XIII МЕЖДУНАРОДНАЯ НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКАЯ КОНФЕРЕНЦИЯ 22 «НАУКОЕМКИЕ ХИМИЧЕСКИЕ ТЕХНОЛОГИИ-2010»

УДК 542.952.6.691.175.5/ ПРОБЛЕМА СТАБИЛЬНОСТИ КАТАЛИТИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ Pd(PPh3)2Cl2 – PPh3 – п-ТОЛУОЛСУЛЬФОКИСЛОТА В РЕАКЦИИ ГИДРОКАРБОАЛКОКСИЛИРОВАНИЯ АЛКЕНОВ И ПУТИ ЕЕ РЕШЕНИЯ Аверьянов В.А., Баташев С.А., Севостьянова Н.Т.

Тульский государственный педагогический университет им. Л.Н. Толстого (ТГПУ им. Л.Н. Толстого), г. Тула, e-mail: piligrim.tula.ru@gmail.com Одним из важнейших требований, предъявляемых к катализаторам гидрокарбоалкоксилирования алкенов, является высокая стабильность, определяющая их многократное использование [1]. Обычные катализаторы этой реакции – фосфинпалладиевые комплексы, – чувствительны к окислителям, восстановителям и агентам лигандного обмена. Поэтому построение структуры таких комплексов должно включать фрагменты, препятствующие дезактивирующему действию этих агентов при сохранении высокой активности и избирательности катализатора. Важнейшим фактором построения таких структур является выбор стабилизирующего лиганда и кислоты-сокатализатора.

Фосфиновые лиганды в ходе реакции могут вступать в реакции лигандного обмена с участниками реакции и продуцировать малоактивные формы комплексов. В этом плане больший интерес представляют дифосфиновые лиганды. Во-первых, двухцентровая координация этих лигандов с металлом делает их более устойчивыми к лигандному обмену. Во-вторых, их цис координация позволяет повысить активность комплекса за счет транс-эффекта [2].

В-третьих, подход замещенных этими лигандами центров металла друг к другу пространственно затруднен, что препятствует их агломерации в неактивные металлические кластеры.

Кислота-сокатализатор является фактором формирования активных интермедиатов катионного типа. Подход таких интермедиатов друг к другу затруднен из-за кулоновского отталкивания и является фактором стабилизации катализатора. Если при этом кислота-сокатализатор имеет высокостабилизированный анион типа TsO, то он будет слабо связан в ионных парах с катионными интермедиатами, что делает их доступными к атаке реагентами на любой стадии каталитического цикла. При этом противоионы сокатализатора должны быть инертны к окислителям и восстановителям. Так, использование в качестве сокатализаторов сильных кислот HI и HClO нежелательно, так как I- – сильный восстановитель, а ClO4– – сильный окислитель.

Работа выполнена при поддержке Российского фонда фундаментальных исследований (проект № 09-08-00890а).

Литература [1] Kiss Q. // Chem. Rev. 2001. V.101. № 11. P. 3435-3456.

[2] Скопенко В.В., Цивадзе А.Ю., Савранский Л.И., Гарновский А.Д.

Координационная химия. М.: ИКЦ «Академкнига», 2007. 487 с.

ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ВОПРОСЫ ХИМИЧЕСКИХ ТЕХНОЛОГИЙ УСТНЫЕ ДОКЛАДЫ УДК 621.315.592:548. ПРОБЛЕМЫ ФОРМИРОВАНИЯ КВАНТОВЫХ ТОЧЕК В СИСТЕМЕ InAs/GaAs КАПЕЛЬНЫМ МЕТОДОМ ПРИ МОС-ГИДРИДНОЙ ЭПИТАКСИИ Акчурин Р.Х., Вагапова Н.Т.

Московская государственная академия тонкой химической технологии им.

М.В. Ломоносова (МИТХТ), г. Москва, e-mail: rakchur@mail.ru Полупроводниковые гетероструктуры InAs/GaAs с массивами квантовых точек (КТ) являются привлекательным объектом исследований в связи с возможностью создания на их основе высокоэффективных оптоэлектронных устройств. В данной работе проанализированы возможности использования МОС-гидридной эпитаксии для создания таких гетероструктур капельным методом. Метод основан на осаждении наноразмерных капель индия на поверхности подложек GaAs при термическом разложении металло органического соединения (МОС) индия с последующим синтезом КТ InAs путем термического разложения подаваемого в реактор арсина.

Одной из главных проблем при разработке этого метода является формирование на поверхности подложки GaAs плотных массивов изолированных капель In нанометровых размеров. В связи с этим нами рассмотрены различные физико-химические аспекты процесса осаждения индия при использовании в качестве МОС триметилиндия (ТМИ).

Оценена степень термического разложения ТМИ при низких (100-350оС) температурах. Произведена расчетная оценка температурной зависимости угла смачивания подложек GaAs жидким индием, показавшая, что с понижением температуры от 310С до 160С величина контактного угла возрастает на ~ 40% с (~11,4 до ~16,1). Очевидно, что снижение температуры осаждения до Т ТплIn должно существенно уменьшить вероятность растекания капель.

По результатам расчета равновесного давления пара индия при повышении температуры от 200 до 500оС установлено его возрастание от 6, 10-16 до 5,3 10-6 Па. При формировании наноразмерных капель это может быть использовано для удаления с поверхности подложки избыточного индия путем термической обработки образцов. Возможное при такой термообработке изменение состава капель в результате подрастворения жидким индием подложки GaAs оценено на основе расчета гетерогенных равновесий в системе In-Ga-As. Результаты расчета показали, что при температурах термообработки 350-500оС изменение состава капель мало (по индию в пределах от ~ 1 10-2 до ~1,4 10-1 ат.%) и слабо влияет на возможное изменение состава КТ.

XIII МЕЖДУНАРОДНАЯ НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКАЯ КОНФЕРЕНЦИЯ 24 «НАУКОЕМКИЕ ХИМИЧЕСКИЕ ТЕХНОЛОГИИ-2010»

MATHEMATICAL MODELING OF THE RAPID EXPANTION OF SUPERCRITICAL FLUIDS Anikeev V.I., Stepanov D.A., Yermakova A.

Boreskov Institute of Catalysis SB RAS, Novosibirsk 630090, Russian Federation, e-mail: anik@catalysis.nsk.su Mathematical modeling of the rapid expansion of supercritical fluid leading to the formation and growth of nanoparticles of a solid substance predissolved in the fluid was performed. According to the scheme of fluid motion, the mathematical model describes three characteristic segments of the flow motion and a shock wave at the Mach disk: (1) flow in a capillary;

(2) supersonic expansion of a stream;

(3) flow motion in subsonic expansion region. To simulate normal shock wave, the equations of conservation of mass, momentum and enthalpy were derived. Thermophysical and thermodynamic parameters and phase state of the mixture were calculated for each isolated segment of the flow motion using the Redlich–Kwong–Soave equation of real gas state.

Algorithms and a program were developed for solving the model equations.

Choice of the solving methods was determined by specificity of the flow motion and expansion in each of isolated regions. Thus, as the condition of critical outflow at the capillary outlet should be satisfied, hydrodynamics of the flow motion in a capillary was calculated by an iterative method.

Supersonic region of stream expansion is limited by the Mach disk, where all parameters of the flow undergo an abrupt change, and transition from supersonic expansion region to subsonic one occurs. In subsonic region of stream expansion the motion is isobaric, thus the geometry of supersonic region forms so that at the normal shock wave the post-shock pressure is equal to ambient pressure.

In subsonic isobaric segment of stream expansion the flow rate virtually vanishes;

temperature of the flow tends to ambient temperature. A model of this segment is supplemented with the equations of nucleus formation and growth of the solid phase particles along the expansion axis.

A parametric analysis of the mathematical model showed that critical radius and size of the particles that form during rapid expansion of supercritical fluid depend both on the parameters of reactor mixture and on the capillary geometry. Size of the nascent particles can be varied in a wide range by changing the temperature and pressure of reactor and/or environment at a fixed capillary geometry. Calculation was made for the composition: СО2 solvent 90 mol %, ethanol co-solvent 7.5 mol %, phenanthrene as dissolved substance 2.5 mol %. Effect of the mixture composition on the outflow hydrodynamics and particles growth was studied. Components of the mixture and their percentage were varied. It is worthy of note that for some compositions solution of the system does not exist. For instance, in some cases, a solid substance dissolved in supercritical СО2 becomes completely soluble in co-solvent under precritical conditions.

We tested several co-solvents: methanol, ethanol and isopropyl alcohol, in combination with dissolved solid substances: naphthalene, biphenyl, phenanthrene and anthracene.

ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ВОПРОСЫ ХИМИЧЕСКИХ ТЕХНОЛОГИЙ УСТНЫЕ ДОКЛАДЫ УДК 541.182:536. УСПЕХИ В РАЗВИТИИ ПОЛУЭМПИРИЧЕСКИХ ПОСТРОЕНИЙ ПОВЕРХНОСТЕЙ СКОРОСТИ ЗАРОДЫШЕОБРАЗОВАНИЯ Анисимов М.П.

Институт химической кинетики и горения СО РАН (ИХКГ СОРАН), г. Новосибирск, e-mail: anisimovmp@mail.ru В данной работе приводится обзор современного состояния полуэмпирических построений поверхностей скорости зародышеобразования (нуклеации) на примере фазовых переходов первого рода, таких как плавление, возгонка и конденсация пара.

Идея таких построений возникла относительно недавно [M.P. Anisimov.

J.Aerosol Sci., V.21, suppl.1, P. 23-25 (1990);

М.П.Анисимов. ДАН, 352(6), 816 818 (1997)]. Более подробное рассмотрение этого подхода представлено в статье [M. P. Anisimov, Hopke P.K., Rasmussen D.H. et al. J. Chem. Phys. V.

109(4) P.1435-1444 (1998)]. Для построений поверхностей скорости зародышеобразования используется достаточно очевидное утверждение о нулевой скорости зародышеобразования на линиях фазовых равновесий.

Общеизвестно, например [Я.И. Френкель. Кинетическая теория жидкостей. Л., Наука, 1975], что для условий фазовых равновесий размер критического зародыша новой фазы становится значительно больше образца, взятого для испытания. В таком случае акт зародышеобразования лимитируется недостатком массы образца и значительным временем ожидания. Времена ожидания первых зародышей должны быть достаточно малыми, чтобы за время наблюдения можно было набрать достаточную статистику, В качестве еще одного допущения для современных построений поверхностей скорости зародышеобразования принято, что максимальная частота появления зародышей реализуется в условиях спинодального распада [L. Anisimova, M. Anisimov, P. Turner, and P.K. Hopke. Journal of Colloid and Interface Science V. 290, 107-116 (2005)]. Но с учетом последних данных возникает предположение, что это допущение выполняется не всегда. Недавно появился результат, который позволяет предполагать, что изотерма скорости зародышеобразования, в некоторых случаях, достигает максимума до достижения условий спинодального распада [М.П. Анисимов, Ф.К. Хопке, В.М.

Бузник. ДАН, 417(2), 209-212 (2007)], что требует дополнительного доказательства. Линии надспинодальных и нулевых скоростей зародышеобразования соединяются линеаризованными аппроксимациями эмпирических данных. Для охвата интервала от критических условий до предела абсолютного нуля температур обычно используются экстраполяции результатов опытов к этим предельным условиям. Можно надеяться, что новый подход имеет значительную перспективу развития для широкого применения в различных технологиях.

Работа поддержана грантом РФФИ № 10-08-00124-а.

XIII МЕЖДУНАРОДНАЯ НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКАЯ КОНФЕРЕНЦИЯ 26 «НАУКОЕМКИЕ ХИМИЧЕСКИЕ ТЕХНОЛОГИИ-2010»

УДК 544.47:544. СЕРЕБРЯНЫЕ НАНОЧАСТИЦЫ: СПЕКТРАЛЬНЫЕ И КАТАЛИТИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА В НИЗКОТЕМПЕРАТУРНОМ И СЕЛЕКТИВНОМ ОКИСЛЕНИИ СО Афанасьев Д.С., Лисицын А.С., Кузнецова Н.И.

Институт катализа им. Г.К. Борескова СО РАН (ИК СО РАН), г. Новосибирск, e-mail: afanasev@catalysis.ru Серебряные наночастицы диспергированные на оксидных носителях вызывают интерес как катализаторы низкотемпературного и селективного окисления СО. С другой стороны, эти же системы наиболее ярко проявляют уникальные оптические свойства, обусловленные Поверхностных Плазмонным Резонансом (ППР) наночастиц серебра. В этой работе мы ограничились нанесенными катализаторами на заранее сформированных оксидных носителях (различные SiO2 и Al2O3), так как эти системы являются наиболее активными в окислении СО и их синтез включает легко контролируемые и простые стадии.

При исследование оптических свойств этих систем, были подтверждены основные закономерности для серебряных наночастиц отмеченные в литературе;

впервые методом диффузного отражения показано, что высокодисперсные серебряные образцы обладают сильной способностью к окислению. Так напуск кислорода даже при комнатной температуре сопровождается частичным окислением наночастиц, и соответствующим этому смещению полосы поглощения ППР, более того, при доступе воздуха наблюдается полное окисление наночастиц для образцов на -Al2O3.

При тестировании серебряных катализаторов в окислении СО было проведено исследование влияния различных параметров синтеза, таких как носитель, термические обработки, содержание и предшественник металла.

Каталитические свойства были исследованы в низкотемпературном и селективном окислении СО в различным условиях. Выявлено, что наибольшее влияние на активность катализаторов оказывает носитель и термические обработки. Показано, что при изменении дисперсности, образцы обладают различной чувствительностью к термическим обработкам и кардинально меняют каталитическую активность. Напротив, предшественник металла оказывал меньшее влияние на каталитическую активность, которое нивелируется влиянием термических обработок. Из полученных данных можно заключить, что для достижения наибольшее активности необходим синтез наночастиц с оптимальной дисперсностью и наличие высокотемпературной окислительно-восстановительной обработки. Итогом нашей работы стали катализаторы, которые превзошли аналогичные в литературе и вплотную приблизились к сложно синтезируемым мезопористым системам.

ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ВОПРОСЫ ХИМИЧЕСКИХ ТЕХНОЛОГИЙ УСТНЫЕ ДОКЛАДЫ УДК 547. A NEW APPROACH IN APPLICATION OF LUMINOL REACTION FOR TRACE BLOOD ANALYSIS Balantseva E.V.*, Priante S., Vincenti M., Coluccia S. Martra G., University of Turin, Department of Inorganic, Physical and Materials Chemistry, Turin, Italy, e-mail: Bal_lena@hotbox.ru * Ivanovo State University of Chemistry and Technology (ISUCT), Ivanovo, Russia The emission of light observed when a solution containing luminol and hydrogen peroxide is sprayed on dried bloodstains has been utilised by forensic scientists in investigations involving violent crime for more than 40 years. During our investigation of different nanopowders (NPs) (e.g., SiO2, TiO2, Al2O3, hydroxyapatite) we observed an interesting phenomenon when the NPs were being added to system containing luminol and H2O2 and blood, resulting in a significant increase of both intensity and duration of CL [Patent. No. PCT/IB2009/055454].

To explain this phenomenon we started an investigation of the interaction between hemoglobin (Hb) and inorganic powders mentioned above based on an integrated approach resulting from the use of IR-/Vis-/EPR-spectroscopies and TGA analysis. It is known that binding of Hb to a surface is a spontaneous molecular event where entropic effects and enthalpic ones play a major role in stabilizing the NPs–Hb complexes. But these weak interaction can greatly change a conformation of protein adsorbed and consequently the structure of heme groups. But in which manner is Hb structure being changed? On the base of IR-measurements of NPs/Hb pellets the extent of protein folder was researched. At the same time, from the UV/VIS absorption and reflectance spectra obtained for all NPs/Hb systems in solid and slurry states the affect from addition of NaOH and H2O2 to NP/Hb have been observed. The data obtained by this method can provide information about specific changes in heme group, iron state and close its surroundings. The Al2O3/Hb and TiO2/Hb shown quite different behavior and particular profile of its spectra in comparison with other NPs/Hb. Though UV/VIS spectra allowed us to determine that Hb is adsorbed on NP surface predominantly as MetHbFeIII(H2O) and MetHbFeIII(OH) the details about iron state can be taken from EPR measurements. Moreover this method can provides additional data respond to free radicals which could be formed during redox reaction involving a protein and/or heme.

We also involved the TGA analysis to estimate the amount of Hb irreversible adsorbed on NP surface and determined that independence on nature of NPs, specific surface area and size of nanoparticles we have mono layer of Hb for all studied systems. An integrated analysis of the various type of data collected, giving information on both quantitative and structural data, allowed to conclude that a relevant role is played by the capability of NPs to act as efficient adsorbers (resulting in a spatial concentration of the proteins containing the metal centers responsible for the activation of the Luminol oxidation), combined with the level of unfolding of the protein structure, with opening of the hydrophobic pockets where the heme groups are hosted, with a consequent higher accessibility of the metallic catalytic centers.

XIII МЕЖДУНАРОДНАЯ НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКАЯ КОНФЕРЕНЦИЯ 28 «НАУКОЕМКИЕ ХИМИЧЕСКИЕ ТЕХНОЛОГИИ-2010»

УДК 519.673:620.9. ПРИМЕНЕНИЕ МОДЕЛИРУЮЩЕЙ ПРОГРАММЫ CHEMCAD ДЛЯ КОМПЬЮТЕРНОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ ГИБКИХ НЕПРЕРЫВНЫХ МНОГОСТАДИЙНЫХ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ СИСТЕМ ХИМИЧЕСКИХ ПРОИЗВОДСТВ Гартман Т.Н., Советин Ф. С.

Российский химико-технологический университет (РХТУ) им. Д. И.

Менделеева, г. Москва, e-mail: fsovetin@inbox.lv С применением компьютерной модели гибкой технологической схемы получения синтетического жидкого топлива и метанола из природного газа разработана процедура синтеза гибких технологических схем, которая основана на расчтных исследованиях индивидуальных производств, с использованием с моделирующей программы CHEMCAD.

Стратегия компьютерного моделирования многостадийных химических производств с применением моделирующей программы CHEMCAD состоит из следующих этапов: расчт свойств индивидуальных веществ, расчт свойств многокомпонентных смесей, расчт реакторных процессов, расчт процессов разделения, расчт процессов теплообмена, расчт полной многостадийной технологической схемы, конструкционный расчт, анализ параметрической чувствительности, оптимизация ресурсосберегающего производства, расчт динамических характеристик, расчт параметров систем управления производством. Реализация первых шести этапов разработанной стратегии дат возможность моделировать, как индивидуальные производства, так и гибкие технологические схемы.


В работе показано, что для синтеза синтез гибких многостадийных технологических схем необходимо иметь адекватные компьютерные модели индивидуальных химических производств. При реализации процедуры синтеза гибких технологических схем решена задача более эффективной организации рециклических материальных и тепловых потоков, по сравнению с индивидуальными производствами.

Отличительная особенность процедуры построения моделей производственных процессов заключается в том, что при моделировании химических реакторов применяются не детальные кинетические модели, а приближнные модели, в которых заданы конверсии ключевых реагентов [1-2].

Литература [1] Т.Н. Гартман, Ф.С. Советин, В.А. Лосев, Н.А. Дробышевский, В.С.

Хворостяный. Разработка компьютерной модели многостадийного производства синтетического жидкого топлива из природного газа.// Химическая промышленность. № 1. 2009 г. Стр. 40-50.

[2] Т.Н. Гартман, Ф.С. Советин, Д.К. Новикова. Разработка компьютерной модели технологического процесса для проектирования энерго- и ресурсосберегающего производства метанола из природного газа // Химическая техника. № 12. 2009 г. Стр. 29-31.

ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ВОПРОСЫ ХИМИЧЕСКИХ ТЕХНОЛОГИЙ УСТНЫЕ ДОКЛАДЫ УДК 544.431. АВТОКОЛЕБАНИЯ В ПРОЦЕССАХ ОКИСЛИТЕЛЬНОГО КАРБОНИЛИРОВАНИЯ НЕПРЕДЕЛЬНЫХ СОЕДИНЕНИЙ Городский С.Н.

Московская государственная академия тонкой химической технологии им. М.В. Ломоносова, г. Москва, e-mail: Gorodsky@yandex.ru Доклад посвящен обзору открытых на кафедре ХТООС МИТХТ в последние годы реакций металлокомплексного катализа, протекающих в автоколебательном режиме. За последние 50 лет было обнаружено много колебательных реакций в разных областях химии и биохимии [1]. Нам удалось найти колебательные режимы в ряде реакций карбонилирования непредельных соединений. Первым колебательным процессом явилась реакция карбалкоксилирования ацетилена в системе PdBr2 – PPh3 – HBr – бутанол-1 – диметилсульфоксид, где были обнаружены периодические изменения скорости поглощения газовой смеси, цвета каталитического раствора, значений электрического потенциала и pH [2]. При исследовании реакции окислительного карбонилирования алкинов по С-Н связи было показано, что в каталитической системе PdI2 – KI – MeOH процесс протекает в колебательном режиме [3-5]. Недавно было также выявлено критическое поведение системы PdBr2–LiBr–CH3CN в реакции окислительного карбонилирования ацетилена в малеиновый ангидрид. При соотношении PCO:PC2H23 и PO2 до 0,2 атм.

основным продуктом реакции является янтарный ангидрид, при PCO:PC2H – малеиновый [6]. Недавно были обнаружены колебания EPt и pH реакционного раствора в системах LiBr-PdBr2-H2O-ацетон-фенилацетилен (метилацетилен);

PdI2–KI–MeOH–диметилэтинилкарбинол и еще нескольких процессах.

Многие давно известные и хорошо изученные системы до сих пор описываются линейными схемами;

это может свидетельствовать о том, что в них до сих пор просто не искали нелинейные эффекты. По нашему глубокому убеждению, пришло время сделать это.

Работа выполнена при финансовой поддержке РФФИ (гранты № 05-03 33151 и № 09-03-01072).

Литература [1] Колебания и бегущие волны в химических системах, под ред. Р. Филда и М. Бургер, М., Мир, 1988.

[2] Шуляковский Г.М., Тмкин О.Н., Быканова Н.В., Ныркова А.Н., в кн.

Химическая кинетика в катализе: Кинетические модели жидкофазных реакций, Черноголовка: ИХФ, 1985, с. [3] A. V. Malashkevich, L. G. Bruk, O. N. Temkin, J. Phys. Chem. A, 1997, v.101, № 51, p. 9825.

[4] С. Н. Городский, А. Н. Захаров, А. В.Кулик, Л. Г. Брук, О. Н. Темкин, Кинетика и катализ, 2001 г., т. 42, № 2, с. 285-293.

[5] С. Н. Городский, Е. Н. Калнова, Л. Г. Брук, О. Н. Темкин, Известия АН, сер. хим., 2003 г., № 7, с. 1452-1461.

[6] L. G. Bruk, I. V. Oshanina, A. S. Zakieva, A. P. Kozlova, O. N. Temkin, Kinetics and Catalysis, 1998, 39, 2, 183 – 186.

XIII МЕЖДУНАРОДНАЯ НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКАЯ КОНФЕРЕНЦИЯ 30 «НАУКОЕМКИЕ ХИМИЧЕСКИЕ ТЕХНОЛОГИИ-2010»

УДК 66.048: ЭЛЕМЕНТЫ МНОЖЕСТВА ДИАГРАММ БИНАРНЫХ СИСТЕМ Серафимов Л.А., Фролкова А.В., Илларионов В.В.

Московская государственная академия тонкой химической технологии им.

М.В. Ломоносова, г. Москва, Россия, e-mail: illarionovvv@inbox.ru В настоящее время известны тысячи бинарных систем, различающиеся характером отклонения от идеального поведения (положительные, отрицательные, смешанные), гомогенные и гетерогенные (одна или две области расслаивания), зеотропные и азеотропные (моно-, би- и триазеотропные).

Количество диаграмм равновесия пар-жидкость и пар-жидкость-жидкость при учете идеальности, неидеальности, наличия/отсутствия азеотропов и различного числа областей расслаивания достигает большого количества.

Деление бинарных систем на зеотропные и азеотропные обусловлено отклонением от идеального поведения. Различают идеальные и неидеальные системы. Идеальные системы всегда зеотропны. Неидеальные делятся на системы с положительным, отрицательным или смешанным отклонением.

Появление азеотропа есть проявление более сильного отклонения по сравнению с зеотропной системой, характеризующейся тем же отклонением. Высшей степенью отклонения является появление в системе гетероазеотропа.

Характеристика отклонения от идеальности есть коэффициент активности, являющийся функцией избыточного потенциала Гиббса GЕ.

Если во всем концентрационном симплексе GЕ0, система с положительным отклонением;

GЕ0 – с отрицательным (рис.1 а и б). При смешанном отклонении концентрационный симплекс может быть разбит на две или три области, в которых GЕ0 или GЕ0 (рис.1 в-е). Проявление биазеотропии возможно только в случаях (в-е), триазеотропии – д, е.

а) б) в) д) е) г) GЕ GЕ GЕ GЕ GЕ GЕ хi хi хi хi хi хi Рис.1 Зависимость избыточной энергии Гиббса от концентрации компонента в бинарных системах с положительным (а), отрицательным (б) или смешанным отклонением (в-е) Еще одним признаком деления бинарных смесей на группы выступает наличие в системе областей расслаивания. Существование двух областей расслаивания в одной области GЕ0 вероятнее всего в системах только с положительным отклонением от идеальности. В случае, представленном на рис.

1д, также возможно появление двух областей расслаивания, однако уже в разных областях GЕ0, между которыми имеется область GЕ0.

На основании приведенных выше положений, проведен анализ множества диаграмм бинарных систем. Количество диаграмм таких систем достигает 61.

Работа выполнена при поддержке РФФИ № 10-08-00785-а ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ВОПРОСЫ ХИМИЧЕСКИХ ТЕХНОЛОГИЙ УСТНЫЕ ДОКЛАДЫ УДК 66.048: ИССЛЕДОВАНИЕ ЭВОЛЮЦИИ БИАЗЕОТРОПИИ В БИНАРНЫХ СИСТЕМАХ Митюшкина И.А., Челюскина Т.В., Фролкова А.К.

Московская государственная академия тонкой химической технологии им. М.В. Ломоносова, г. Москва, e-mail: propionka@rambler.ru На примере промышленных биазеотропных систем бутилпропионат (БП)– пропионовая кислота (ПК), бутилбутират (ББ)–масляная кислота (МК), изобутилацетат (ИБА)–уксусная кислота (УК) изучена эволюция биазеотропии, которая является важным фактором преобразования структур фазовых диаграмм при изменении температуры (давления). В качестве метода исследования выбрано математическое моделирование с использованием уравнений Вильсона и NRTL.

Системы БП–ПК, ББ–МК, ИБА–УК характеризуются существованием биазеотропии в достаточно широком диапазоне внешних параметров (давления и температуры). Нами установлено, что во всех указанных системах имеется точка Банкрофта, наличие которой является обязательным условием эволюции бинарной биазеотропии с образованием (распадом) внутреннего тангенциального азеотропа (ВТА).

В расчетном эксперименте показано, что положительный азеотроп обедняется, а отрицательный обогащается эфиром в системах БП–ПК, ББ–МК при увеличении давления, а в системе ИБА–УК при увеличении температуры, что находится в соответствии со вторым законом Вревского и подтверждается соотношением теплот испарения компонентов.

Поведение азеотропов в системах БП–ПК, ББ–МК при увеличении давления характеризуется стадией образования ВТА, что согласуется с натурным экспериментом 1. Отличительной особенностью эволюции биазеотропии в системе ИБА–УК является то, что положительный и отрицательный азеотропы появляются через стадию распада внутреннего тангенциального азеотропа при увеличении температуры. При этом отрицательный азеотроп примыкает к области легкокипящего компонента, а положительный – к области тяжелокипящего.

Таким образом, нами впервые смоделирована эволюция биазеотропии в промышленных системах БП–ПК, ББ–МК, ИБА–УК. Показано, что в системах БП–ПК и ББ–МК при увеличении давления положительный и отрицательный азеотропы двигаются навстречу друг другу и сливаются в ВТА, а в системе ИБА–УК при увеличении температуры положительный и отрицательный азеотропы появляются из ВТА.

Работа выполнена при финансовой поддержке РФФИ (код проекта № 08-03-00976-а).

Литература [1] Шутова Г.В. Физико-химические закономерности биазеотропии в бинарных системах. Дис. … канд. хим. наук. – М.: МИТХТ, 1992. – 193 с.

XIII МЕЖДУНАРОДНАЯ НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКАЯ КОНФЕРЕНЦИЯ 32 «НАУКОЕМКИЕ ХИМИЧЕСКИЕ ТЕХНОЛОГИИ-2010»

УДК 628. МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ МАССООБМЕНА В АППАРАТАХ ИДЕАЛЬНОГО ПЕРЕМЕШИВАНЕИЯ Натареев С.В., Кочетков А.Е., Венкин Е.Н., Натареев О.С.

Ивановский государственный химико-технологический университет (ИГХТУ), г.

Иваново, e-mail: natoret@mail.ru Наиболее простая постановка задачи массопереноса состоит в изучении пространственно-временного изменения содержания целевого компонента внутри материала. В случае изотропного однородного тела, когда коэффициент диффузии может быть принят постоянным по всему объему материала, кинетика массообмена описывается уравнениями Фика. В случае смешаннодиффузионной кинетики для учета дополнительного сопротивления, вызванного массопереносом в диффузионном пограничном слое, используется С C f C s r R. В случая постоянной граничное условие вида: D э s r r R концентрации целевого компонента в газовой фазе решение дифференциального уравнения нестационарной диффузии может быть получено с использованием математического аппарата известной задачи о поглощении теплоты телом при граничных условиях третьего рода. В случае, когда не выполняется условие СsVsCfVf и Сf const, решение кинетического уравнения получают для условий ограниченного объема раствора.

Данная работа является продолжением вышеуказанных исследований. В работе рассмотрены задачи массообмена в аппаратах идеального перемешивания, в которых для замыкания математического описания использовались следующие уравнения:

- характеристические уравнение полупериодического аппарата полного смешения:

Ccps Cf f C0f Cf () Vs Vf - характеристическое уравнение непрерывного аппарата полного смешения:

Ccps Cf f C0f Cf () s C0s Ccps () Vs Vf Полученные новые аналитические решения применены для анализа влияние массовых расходов твердой и газовой фаз, а также рабочих объемов этих фаз на распределение целевого компонента внутри материала и на скорость процесса массообмена на примере сушки дисперсных материалов в камерной сушилке и сушилке кипящего слоя.

Обозначения: С – концентрация, V – объем, ф – время, щ – объемный расход;

индексы: о – начальный, ср – средний, f – газовая фаза, s – твердая фаза.

ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ВОПРОСЫ ХИМИЧЕСКИХ ТЕХНОЛОГИЙ УСТНЫЕ ДОКЛАДЫ УДК 541.128. НОВЫЕ КОМПЛЕКСЫ ПАЛЛАДИЯ С N-ГЕТЕРОЦИКЛИЧЕСКИМИ КАРБЕНАМИ, БИДЕНТАТНЫМИ ФОСФИНАМИ И ГИДРОФОСФОРИЛЬНЫМИ СОЕДИНЕНИЯМИ В РЕАКЦИЯХ КАРБОНИЛИРОВАНИЯ Нифантьев И.Э.*, Баташев С.А.**, Севостьянова Н.Т.**, Нечаев М.С.*, Устынюк Ю.А.*, Аверьянов В.А.** * Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова (МГУ им. М.В. Ломоносова), г. Москва, e-mail: ustynyuk@nmr.chem.msu.su ** Тульский государственный педагогический университет им. Л.Н. Толстого (ТГПУ им. Л.Н. Толстого), г. Тула, e-mail: piligrim.tula.ru@gmail.com В модельной реакции гидрокарбометоксилирования циклогексена был испытан ряд каталитических систем на основе комплексов палладия. Все опыты проводили в периодическом реакторе при анализе реакционной массы методом ГЖХ. В ходе исследования были апробированы комплексы палладия с фосфорильными, фосфиновыми и N-гетероциклическими лигандами:

(Ph2P(O)H)2PdCl2 – Ph2P(O)H, (Ph2P(O)H)2PdCl2 – (C6F5)2P(O)H, (Ph2P(O)H)2PdCl2 – PPh3, PdCl2 – PPh3, PdCl2 – (C6F5)2P(O)H, PdCl2 – C4H6(CH2PPh2)2, (6 Mes)Pd(cinnamyl)Cl, (7-Mes)Pd(cinnamyl)Cl, (SiPr)Pd(cinn)Cl, (7-Dipp)Pd(cinn)Cl, (IPr)Pd(3,5-дихлорпиридин). В качестве растворителя в опытах по каталитическому действию фосфин- и фосфорилсодержащих комплексов палладия использовали толуол, а по каталитической активности комплексов N гетероциклических карбеновых лигандов – н-нонан. При использовании фосфин и фосфорилсодержащих комплексов в качестве гидридного источника использовали п-толуолсульфокислоту. Показано, что палладиевые комплексы, содержащие фосфорильные и N-гетероциклические карбеновые лиганды, а также родиевый карбеновый комплекс (6-Mes)Rd(СОD)Cl не проявляли каталитической активности. В то же время каталитические системы PdCl2 – PPh3 и PdCl2 – C4H6(CH2PPh2)2 демонстрировали заметный каталитический эффект, причем зависимости скорости реакции от концентрации лигандов этих систем носят экстремальный характер. По сравнению с PPh3 бидентатный лиганд C4H6(CH2PPh2)2 оказывал более сильное (в 4-5 раз) ускоряющее действие на реакцию, а диапазон его концентраций, обеспечивающих этот эффект, оказался в 3 раза шире. Важным преимуществом апробированного бидентатного лиганда оказалось его стабилизирующее действие на каталитическую систему и возможность многократного использования последней. Такое поведение C4H6(CH2PPh2)2 интерпретировано его двухцентровой координацией с палладием, обусловливающей высокую инертность в реакциях лигандного обмена.

Работа выполнена при финансовой поддержке федеральной целевой программы «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России» на 2009-2013 годы, государственный контракт № 02.740.11.0266, и гранта Российского фонда фундаментальных исследований, № проекта 09-08-00890а.

XIII МЕЖДУНАРОДНАЯ НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКАЯ КОНФЕРЕНЦИЯ 34 «НАУКОЕМКИЕ ХИМИЧЕСКИЕ ТЕХНОЛОГИИ-2010»

УДК: 532. КРИСТАЛЛИЗАЦИЯ ВЕЩЕСТВ ИЗ РАСТВОРОВ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ БИНАРНЫХ РАСТВОРИТЕЛЕЙ Носов Г.А., Казеева Н.И.

МИТХТ им. М.В.Ломоносова, г. Москва, e-mail: nosovga@mail.ru Кристаллизация из растворов широко используется для выделения растворимых веществ из растворов, очистки веществ путем их перекристаллизации. При проведении данного процесса к исходному веществу или разделяемой смеси добавляют вспомогательный агент – растворитель.

Растворимость веществ сильно зависит от физико-химических свойств, как вещества, так и растворителя. Однако не всегда удается подобрать эффективный растворитель. В этом случае можно проводить процесс кристаллизации с использованием бинарных растворителей. Изменяя соотношение компонентов бинарного растворителя, можно обеспечить оптимальные режимы процесса кристаллизации и повысить удельную производительность кристаллизационного оборудования.

Нами в рамках данной работы был выполнен теоретический анализ ряда вариантов однократной и многостадийной фракционной кристаллизации с использованием бинарных растворителей. Этот анализ базировался на совместном рассмотрении уравнений материального и теплового балансов отдельных стадий разделения, с учетом специфики равновесия фаз разделяемых систем.

Проведенный анализ показал, что эффективность разделения (степень очистки и коэффициент извлечения целевых компонентов) удельные затраты энергии существенно зависят от физико-химических свойств и состава бинарных растворителей, а также от температурных режимов стадий растворения исходных веществ, кристаллизации и промывки полученных кристаллических фракций. При этом было установлено, что, изменяя состав бинарных растворителей, используемых на различных стадиях разделения, можно существенно увеличить выход целевых продуктов, а также достичь более высокой степени разделения по сравнению с обычным процессом перекристаллизации.

Показано, что существенно снизить расход растворителей можно при их последовательном извлечении из отводимых маточников. Установлено, что при использовании бинарных растворителей можно достичь определенного снижения энергетических затрат на стадиях растворения и регенерации обработанных растворителей в результате организации рекуперативного теплообмена между потоками. Более существенного же снижения энергетических затрат (30 - 40 %) можно достичь при использовании тепловых насосов на стадиях регенерации растворителей.

ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ВОПРОСЫ ХИМИЧЕСКИХ ТЕХНОЛОГИЙ УСТНЫЕ ДОКЛАДЫ УДК 66.015.4:541.121. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ РЕЦИРКУЛЯЦИИ ДЛЯ ИНТЕНСИФИКАЦИИ РЕАКЦИОННЫХ ПРОЦЕССОВ Солохин А.В., Назанский С.Л.

Московская государственная академия тонкой химической технологии имени М.В. Ломоносова (МИТХТ им. М.В. Ломоносова), г. Москва e-mail: nazanski@yandex.ru Известно, что в ряде случаев для сложных обратимых химических реакций использование селективного катализатора и варьирование температуры не позволяет одновременно достигать высоких значений конверсии и селективности.

В связи с этим на примере обратимых последовательных и параллельных химических реакций исследована возможность использования рециркуляции реагентов и побочных продуктов для достижения одновременно высоких значений конверсии и селективности. Идея такого подхода заключается в том, чтобы создать в реакторе такие условия по концентрациям реагентов и побочных продуктов, при которых целевая реакция протекает с максимальной скоростью, а побочная реакция находится в условиях химического равновесия, т.е. ее скорость равна нулю.

Для исследования влияния рециркулирующих потоков на основные показатели процесса была получена общая математическая модель рециркуляционной системы (инвариантная относительно используемого процесса разделения), представляющая собой систему нелинейных алгебраических уравнений, связывающих между собой производительности по реакциям и количества компонентов в рециклах. С использованием полученной модели проведен анализ возможных стационарных состояний ряда принципиальных технологических схем. Показано, что при допущении о бесконечной эффективности ректификационных колонн по разделению рециркуляция реагентов и побочных продуктов позволяет достигать полную конверсию и 100%-ю селективность как для последовательных, так и для параллельных реакций.

Для проверки возможности использования полученных теоретических результатов для случаев конечной эффективности ректификационных колонн по разделению было проведено численное моделирование стационарных состояний рециркуляционных схем. Проведенные расчеты показали, что для рассмотренных случаев использование рециркуляции реагентов и побочных продуктов обеспечивает достижение практически 100%-й селективности и полной конверсии при технологически приемлемых значениях конструктивных и режимных параметров схемы, таких как величина объема реактора, высоты ректификационных колонн и значения рециркулирующих потоков.

XIII МЕЖДУНАРОДНАЯ НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКАЯ КОНФЕРЕНЦИЯ 36 «НАУКОЕМКИЕ ХИМИЧЕСКИЕ ТЕХНОЛОГИИ-2010»



Pages:   || 2 | 3 | 4 | 5 |   ...   | 19 |
 

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.