Открытый доступ
Доступ предоставлен
Только для подписчиков
Том 59, № 6 (2025)
ОБЩИЕ ВОПРОСЫ
СТРУКТУРА И РЕАКЦИОННАЯ СПОСОБНОСТЬ ЦЕЛЛЮЛОЗЫ ПРИ МИКРОВОЛНОВОМ ВОЗДЕЙСТВИИ
Аннотация
Проведена оптимизация структуры целлобиозы и целлодекстрозы с применением методов квантовой химии. С использованием метода релаксированного сканирования рассчитаны энергетические профили начальных стадий разрыва связей в молекуле целлобиозы. Для оценки энергий диссоциации и равновесных длин связей был использован потенциал Морзе. Средняя энергия диссоциации связей в молекуле целлобиозы возрастает в следующем порядке: O–H, C–OC, Cцикл–Cцикл, Cцикл–C, Cцикл–OH, C–H, Cцикл–H, C–OH. Наибольшее отклонение от среднего значения наблюдается для гидроксильной группы (относительное отклонение составляет 6%). Экспериментальное исследование воздействия микроволнового излучения на микрокристаллическую целлюлозу выявило снижение количества гидроксильных групп в твердом продукте.
Химия высоких энергий. 2025;59(6):375-381
375-381
ФОТОКАТАЛИЗ
ВЛИЯНИЕ УЛЬТРАФИОЛЕТОВОГО ОБЛУЧЕНИЯ НА СВОЙСТВА КАТАЛИЗАТОРА СО НА ОСНОВЕ ДИОКСИДА ТИТАНА И ПЛАТИНЫ, НАНЕСЕННОГО НА ПОРИСТЫЙ НИКЕЛЬ
Аннотация
Синтезирован катализатор СО на основе TiO2 с кластерами платины 12 мас.% Pt. Катализатор исследован методами СРД и РФЭС. Катализатор нанесен на пористый никель. Исследовано влияние УФ-излучения на каталитические свойства и проведены долговременные испытания в течение 180 дней. Найдено, что УФ-излучение увеличивает скорость реакции окисления СО в 3 раза, снижает энергию активации константы скорости реакции и повышает долговременную стабильность каталитических свойств. Определена энергия активации константы скорости реакции в диапазоне температур от 283 до 313 K, которая равна 23 ± 1 кДж/моль при УФ-освещении катализатора. Катализатор может быть использован в фотокаталитических воздухоочистителях.
Химия высоких энергий. 2025;59(6):382-388
382-388
РАДИАЦИОННАЯ ХИМИЯ
ВЛИЯНИЕ ДОЗЫ ГАММА-ОБЛУЧЕНИЯ НА СТРУКТУРУ ПОРОШКА ПОЛИВИНИЛХЛОРИДА
Аннотация
Исследованы ИК-Фурье спектры поливинилхлорида, подвергшегося γ-облучению. В процессе γ-облучения полимера на воздухе происходят радиационно-химические процессы, приводящие к образованию карбонильных групп, ненасыщенных связей и гидроксильных групп, что вносит существенные изменения в его ИК-Фурье спектр. Их содержание в облученном полимере зависит от дозы γ-облучения, и с увеличением дозы облучения наблюдается постепенное усиление интенсивности полос поглощения вышеуказанных групп, при этом наибольший рост от дозы облучения наблюдается в интенсивности полосы поглощения карбонильных групп. В ИК-спектрах облученного в вакууме поливинилхлорида появляется малоинтенсивная широкая полоса поглощения продуктов радиолиза с ненасыщенными связами. Их содержание в составе облученной макромолекулы полимера растет с дозой облучения, в то же время с дозой облучения происходит снижение содержания хлорсодержащих связей. На общий вид ИК-спектров поливинилхлорида сильное влияние оказывают наличие в исследуемом образце полимера молекул газообразной воды, а также у образцов различных марок промышленного полимера различаются относительные интенсивности отдельных полос ИК-поглощения.
Химия высоких энергий. 2025;59(6):389-397
389-397
ПАРАМАГНИТНЫЕ ЦЕНТРЫ, СТАБИЛИЗИРУЮЩИЕСЯ В РАДИОЛИЗОВАННОМ ПОЛИСТИРОЛЕ
Аннотация
Методом ЭПР исследован низкотемпературный радиолиз полистирола. Прослежено накопление стабилизированных электронов, радикальных пар, а при дозах ≥100 кГр – радикальных структур, образующихся по двум реакциям – отрыва и присоединения атомарного водорода. В ходе радиолиза при 77 К превалирует реакция присоединения Н к двойным связям фенильных групп с образованием двух изомеров циклогексадиенильных радикалов (радиационный выход 0.25 на 100 эВ). Впервые при дозах выше 2000 кГр обнаружено образование дифенильных циклогексадиенильных радикальных структур с 5-компонентным спектром ЭПР (константа СТР, α = 4.5 мГл). Обнаружены и идентифицированы спектры двух неизвестных радикалов: радикалы отрыва на α-углеродном атоме полимерной цепи ~CβH2−Cα·(Ph)−CβH2− и радикалы присоединения на α-углеродном атоме ~CαH(Ph)−Cβ·(OH)−CαH(Ph)~. Квантово-химические расчеты радикальных структур циклогексадиенильных радикалов показали удовлетворительное соответствие расчетных и экспериментальных данных.
Химия высоких энергий. 2025;59(6):398-403
398-403
ПЛАЗМОХИМИЯ
ВЛИЯНИЕ РЕЖИМОВ ПЛАЗМЕННОГО РЕАКТОРА НА ПРОЦЕСС ПЕРЕРАБОТКИ АСФАЛЬТОСМОЛОПАРАФИНОВЫХ ОТЛОЖЕНИЙ
Аннотация
В работе представлены результаты комплексного исследования трансформации асфальтосмолопарафиновых отложений (АСПО) в углеродные материалы (УМ) с использованием электродугового плазменного реактора. Эксперименты проводили при различных режимах обработки – силе тока (75–125 А) и времени инициирования дугового разряда (5–30 с) при атмосферном давлении. В исследовании исходного образца АСПО и продуктов его переработки использованы методы рентгеновской дифрактометрии, ИК-спектроскопии, дифференциального термического анализа, рентгенофлуоресцентного анализа, лазерной дифракции, а также сканирующей электронной микроскопии. Установлено, что оптимальные условия плазменной переработки (100–125 А, 25–30 с) обеспечивают практически полное разрушение органической матрицы АСПО с формированием графитоподобной углеродной структуры, характеризующейся высокой степенью упорядоченности и термостойкости. Представленные результаты подтверждают технологическую возможность электродуговой плазменной переработки АСПО при атмосферном давлении как способа одновременной утилизации нефтяных отходов и получения перспективных углеродных материалов.
Химия высоких энергий. 2025;59(6):404-417
404-417
СОПОСТАВЛЕНИЕ ОКИСЛИТЕЛЬНОЙ СПОСОБНОСТИ НЕТЕРМАЛЬНОЙ ПЛАЗМЫ И ИОНИЗИРУЮЩЕГО ИЗЛУЧЕНИЯ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ЭПР-СПЕКТРОМЕТРИИ
Аннотация
Впервые исследованы окислительные процессы при воздействии нетермальной аргоновой плазмой на образцы кристаллической сахарозы. Целью работы было сопоставить окислительные способности нетермальной плазмы и гамма-излучения при воздействии на сахарозу с помощью ЭПР спектрометрии. Обнаружено увеличение интенсивности ЭПР сигнала с увеличением времени плазменной обработки, что говорит о наличии окислительных процессов и образовании свободных радикалов. С течением времени наблюдается спад интенсивности сигнала. В среднем интенсивность сигнала уменьшилась на 9% в 1-ю неделю, 13% – 3-я неделя, 15% – 11-я неделя и 22% – 22-я неделя относительно необработанного образца. На основании полученных данных проведен сравнительный анализ по количеству образовавшихся свободных радикалов в сахарозе (углерод-центрированных) при обработке нетермальной плазмой и гамма-излучением.
Химия высоких энергий. 2025;59(6):418-424
418-424
ПЛАЗМОХИМИЧЕСКИЙ СИНТЕЗ МЕТАНОЛА В БАРБОТАЖНОМ РЕАКТОРЕ С МЕТАЛЛИЧЕСКИМ РАСПЛАВОМ
Аннотация
Представлены результаты моделирования неравновесного радикально-цепного синтеза метанола в барботажном реакторе с металлическим расплавом. Моделирование выполнено для смеси метана и кислорода (концентрация O2 10–30 об. %) при давлении 10–40 атм., начальной температуре 800–900 К и концентрации радикалов CH3 0.1–0.5 об %. Получено, что отвод тепла при протекании экзотермических реакций в пузырьках барботажного реактора предотвращает рост температуры, обеспечивая повышение выхода метанола до 22%. Выполнено моделирование генерации радикалов в газовом разряде.
Химия высоких энергий. 2025;59(6):425-433
425-433
ТРАНСЗВУКОВАЯ ПЛАЗМЕННАЯ СИСТЕМА ОБЕЗЗАРАЖИВАНИЯ ВОДЫ
Аннотация
Экспериментально продемонстрирована эффективность применения трансзвуковой плазменной системы для очистки воды до биологически чистой. В основе метода лежит формирование высокоскоростного двухфазного потока с двойным переходом через звуковой барьер с генерацией плазмы в зоне сверхзвукового потока. Первый переход обусловлен формированием сверхзвукового потока за счет образования двухфазной газожидкостной смеси. Второй переход вызван резким торможением двухфазного потока и образованием дозвукового однофазного режима течения, который сопровождается скачкообразным увеличением статического давления и локальной генерацией ультразвукового поля; электромагнитного поля; электростатического поля и т.д. Эксперименты проводились сразу после забора воды из Москвы-реки и с недельным культивированием микроорганизмов в кубовом баке при температуре 15–22°. После обработки все тестируемые образцы отвечали показателям качества "питьевая вода" согласно СанПиН 2.1.4.1074-01.
Химия высоких энергий. 2025;59(6):434-439
434-439
НАНОДИСПЕРСНЫЕ СИСТЕМЫ И МАТЕРИАЛЫ
КОНФОРМАЦИОННЫЕ ИЗМЕНЕНИЯ СТРУКТУРЫ АДСОРБИРОВАННЫХ ЦЕПЕЙ ПОЛИЭЛЕКТРОЛИТОВ НА ЗАРЯЖЕННОЙ ПОВЕРХНОСТИ СФЕРИЧЕСКОЙ НАНОЧАСТИЦЫ
Аннотация
Методами статистической теории макромолекул и молекулярной динамики исследована перестройка структуры полиэлектролитной оболочки на поверхности заряженной сферической наночастицы. Представлена математическая модель конформационных изменений адсорбированного полиэлектролита на поверхности сферической наночастицы, получены радиальные зависимости концентрации звеньев макроцепи в зависимости от знака и величины заряда наночастицы. Произведено молекулярно-динамическое моделирования полипептидов с различной степенью полиэлектролитности на поверхности заряженной сферической золотой наночастицы. При увеличении абсолютной величины заряда противоположного знака на сферической наночастице по отношению к заряду макроцепи, полиэлектролитная оболочка у поверхности наночастицы была плотной, а на периферии образовывался рыхлый слой из нейтральных звеньев макроцепи. На одноименно заряженной поверхности сферической наночастицы полиэлектролитная оболочка постепенно набухала при увеличении абсолютной величины заряда наночастицы и десорбировалась тем раньше, чем выше была степень полиэлектролитности макроцепи.
Химия высоких энергий. 2025;59(6):440-450
440-450
ЛАЗЕРНАЯ ХИМИЯ
СТРУКТУРНЫЕ ОСОБЕННОСТИ ПЛЕНОК ПОЛИВИНИЛОВОГО СПИРТА, СФОРМИРОВАННЫХ ИЗ ВОДНОГО РАСТВОРА ПОД ВОЗДЕЙСТВИЕМ ЛАЗЕРНОГО ОБЛУЧЕНИЯ ДЛИН ВОЛН ВИДИМОЙ ОБЛАСТИ
Аннотация
Методом дифференциальной сканирующей калориметрии (ДСК) показано, что пленки поливинилового спирта (ПВС), получаемые из водного раствора под действием лазерного облучения длин волн видимой области (445, 532 и 650 нм), имеют разную структурную организацию, что в значительной степени влияет на их электрическую проводимость и термостабильность. Найдена зависимость энергии активации изменения удельной электрической проводимости пленок от величины энтальпии плавления, которая определяется длиной (частотой) волны лазерного воздействия при формировании пленок.
Химия высоких энергий. 2025;59(6):451-458
451-458
МОЛЕКУЛЯРНАЯ ФОТОНИКА
КВАНТОВОХИМИЧЕСКОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ПЕНТАФТОРИРОВАННОГО ПРОИЗВОДНОГО КРАСИТЕЛЯ ДИБЕНЗОИЛМЕТАНАТА ДИФТОРИДА БОРА И ЕГО ЭКСИПЛЕКСОВ С БЕНЗОЛОМ И ТОЛУОЛОМ НА ПОВЕРХНОСТИ СИЛИКАГЕЛЯ
Аннотация
Выполнены TDDFT расчеты эксиплексов 5F-DBMBF2 с бензолом и толуолом в газовой фазе и на поверхности силикагеля. Рассчитаны энергии образования эксиплексов и энергии адсорбции красителей на силикагеле, а также длины волн переходов в спектрах флуоресценции изолированных и адсорбированных эксиплексов. Показано наличие различных по величине и разнонаправленных спектральных сдвигов при адсорбции эксиплексов DBMBF2 и 5F-DBMBF2 на силикагеле. Рассчитаны величины малликеновских зарядов на атомах, перенос электронной плотности в эксиплексах и его изменение при адсорбции эксиплексов на силикагеле. Показано, что введение в молекулу DBMBF2 атомов фтора как сильного акцептора приводит к увеличению энергии взаимодействия молекулы красителя с поверхностью силикагеля и энергий образования эксиплексов, увеличивает перенос электронной плотности в эксиплексах и батохромный сдвиг спектра флуоресценции эксиплекса по сравнению со спектром свободного красителя. Расчеты предсказывают крайне слабый гипохромный сдвиг в спектрах флуоресценции эксиплексов 5F-DBMBF2 с бензолом и слабый батохромный сдвиг в спектрах эксиплексов 5F-DBMBF2 с толуолом при их адсорбции на силикагеле.
Химия высоких энергий. 2025;59(6):459-466
459-466
КРАТКИЕ СООБЩЕНИЯ НАНОДИСПЕРСНЫЕ СИСТЕМЫ И МАТЕРИАЛЫ
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ РАСТВОРА ТИОАЦЕТАМИДА В ТРИБУТИЛФОСФАТЕ В КАЧЕСТВЕ ПРЕКУРСОРА СЕРЫ ДЛЯ СИНТЕЗА МОНОДИСПЕРСНЫХ КВАНТОВЫХ ТОЧЕК СУЛЬФИДА СВИНЦА
Химия высоких энергий. 2025;59(6):467-470
467-470