Vol 59, No 1 (2023)

Показано, что с помощью адсорбционно-каталитической деформации возможно значительно менять состав скелетного никелевого катализатора гидрогенизации, изменяя стерический фактор, непосредственно в условиях протекания химической реакции. В качестве модельных соединений, подвергающихся восстановлению, испытаны различные вещества: перекись водорода, малеат натрия, пропен-2-ол-1. Показано, что при протекании реакции гидрогенизации, в результате сильных локальных перегревов, происходит деформация зерна катализатора и атомы алюминия, которые ранее находились в объеме этого зерна, оказываются на поверхности, после чего алюминий становится доступен для дальнейшего выщелачивания, давая при этом дополнительный водород.

Методом термохимической активации отходов обработки древесины в Н₃РО₄ при 1173 К получен микропористый углеродный адсорбент ЕС-103(1) с удельным объемом микропор W₀ = 0.80 см³/г и шириной микропор Х₀ = 1.32 нм. Удельная поверхность адсорбента по БЭТ составляет S_БЭТ = = 2115 м²/г. При 303 К и 20 МПа адсорбционная активность адсорбента достигает ~22 мас. % по метану. Дифференциальные мольные изостерические теплоты адсорбции метана в основной области заполнения микропор плавно падают с ~16 до 12 кДж/моль. Для увеличения адсорбции метана необходимо использовать структуры, позволяющие дополнительно увеличить энергию адсорбции за счет энергии ассоциирования адсорбата в микропорах. Объемная плотность адсорбированного метана на компактированном адсорбенте ЕС-103(1) со связующим при давлении 10 МПа достигает 200 нм³/м³.

Проведен сравнительный анализ состава и структуры свежеосажденных осадков гидроксида железа(III), полученных из раствора сульфата натрия (400 мг/л) при рН 7 и 8 до и после сорбции на них ионов никеля. Методами ИК-, КР- и мессбауэровской спектроскопии, а также рентгенофазового и термического анализов показано, что осадки, полученные из раствора хлорида железа(III) представляют собой двухлинейчатый ферригидрит с брутто-формулой Fe₂O₃⋅3H₂O. Установлено, что сорбция на этих осадках ионов никеля не сопровождается хемосорбцией, т.е. образованием смешанных соединений между железом и никелем. Не происходит также их легирование ионами никеля. Найдено, что дзета-потенциал частиц осадков ферригидрита при рН < 5.4 имеет положительное значение, а при рН > 5.4 становится отрицательным. Точка нулевого заряда частиц осадков соответствует рН 5.4.

Исследована возможность электрохимического формирования композиционных покрытий Al–Ni из суспензии алюминия в электролите на основе глубоко эвтектического растворителя. Предложен состав электролита, исследовано влияние содержания алюминия на состав, структуру и морфологию покрытия.

Проведены испытания покрытий, полученных методом высокомощного импульсного магнетронного распыления (HIPIMS) c использованием мишени 64% Ti–16% C–14% Ni–6% Al (42.5 ат. % Ti, 42.5 ат. % C, 7.5 ат. % Ni, 7.5 ат. % Al). Микроструктуру и состав покрытий изучали с помощью сканирующей электронной микроскопии, оптической эмиссионной спектроскопии тлеющего разряда и рентгенофазового анализа. Покрытия были исследованы с точки зрения их твердости, модуля упругости, упругого восстановления, стойкости к упругой деформации разрушения, сопротивления пластической деформации, коэффициента трения и износостойкости при трении-скольжения, стойкости к ударно-динамическому нагружению, а также жаростойкости. Были проведены натурные испытания покрытий на режущем инструменте. Проведено сравнение свойств покрытий, полученных на постоянном токе и при высокомощном импульсном режиме. Результаты показали, что покрытия Ti–C–Ni–Al обладали плотной однородной структурой, характеризовались твердостью 12–26 ГПа, модулем упругости 143–194 ГПа, упругим восстановлением 66–90%, низким коэффициентом трения 0.24–0.4, а также высокой жаростойкостью при 800°С. Покрытие, осажденное по оптимальному режиму, подтвердило высокую практическую эффективность в ходе натурных испытаний, снизив износ режущего инструмента на ~25%.

В данной работе на магниевом сплаве AZ91 получены хитозановые покрытия, модифицированные наночастицами g-C₃N₄. Методами сканирующей электронной микроскопии и рентгенофазового анализа изучена микроструктура покрытий хитозан–g-C₃N₄ в зависимости от концентрации частиц модифицирующей фазы в растворе хитозана. Установлено, что покрытия, полученные при нанесении в суспензии хитозана, содержащей свыше 30 г/дм³ g-C₃N₄, характеризуются полной смачиваемостью раствором натрий-фосфатного буфера. Методом конфокальной микроскопии установлена степень ингибирования биопленкообразования E. coli на поверхности полученных покрытий. Методами линейной вольтамперометрии и электрохимической импедансной спектроскопии установлено, что модификация хитозана частицами g-C₃N₄ приводит к увеличению защитных свойств покрытий.

Исследовано продольное (вдоль направления тока) перераспределение химического состава и дефектной структуры неоднородных оксидных слоев при окислении пленок на основе сплава системы Fe–Cr в условиях контактного наложения на пленку окисляющегося сплава электрического тока. Зарегистрировано активирующее действие внешнего электрического тока на оксидирование сплава. Оно проявляется (по сравнению с обычным термическим оксидированием) в росте средней скорости оксидирования, в неравномерном вдоль поверхности проводника перераспределении толщины, химического состава и дефектности поверхностного оксида. При смещении от отрицательного к положительному контакту наблюдается падение концентрации кислородных вакансий, упорядочение структуры и обогащение оксидного слоя хромом. При наложении внешнего тока концентрация хрома на межфазной границе метал-оксид постоянно возобновляется, что поддерживает интеркаляцию хрома из электродиффузионной зоны сплава в структуру межфазного оксида (предположительно железо-хромистой шпинели). При достижении предельной концентрации хрома в структуре шпинели, на границе раздела металл-оксид происходит выделение полуторной окиси хрома Cr₂O₃ в виде индивидуальной фазы.

Исследованы частицы с алюминиевым ядром и гидроксидной оболочкой, полученные низкотемпературным (до 100°C) окислением водой сферических алюминиевых микронных частиц. Проанализированы процессы, протекающие при нагревании этих частиц до 750°C в контролируемой газовой атмосфере. Исследован состав и количество выделяющихся газофазных продуктов, определена их природа. Рассмотрена трансформация оболочки в результате фазового перехода гидроксида алюминия в оксид. Рассмотрен механизм образования трещин в результате термического расширения ядра и оболочки при нагреве частицы. Отмечены выходы алюминия на поверхность оксидной оболочки после достижения температуры плавления алюминия. Предлагается использовать алюминий, экструдированный на поверхность, для образования связей между частицами при осуществлении 3D-печати.

С помощью алгоритма “случайный лес” (RF) получены две модели для предсказаний первогодовых коррозионных потерь (K₁) алюминия в открытой атмосфере в различных регионах мира. Модель RF1 получена с использованием объединенных баз данных международных программ ISO CORRAG и MICAT и испытаний на территории России и предназначена для оценки K₁ в различных типах атмосферы в различных регионах мира. Модель позволяет предсказать K₁ только в континентальных районах мира. Для всех типов атмосфер проведено сравнение точности прогноза K₁ по модели RF1 и функции “доза–ответ” (ФДО), представленной в стандарте ISO 9223. Для континентальных мест сравнение достоверности прогноза дано по модели RF2 и функциям “доза–ответ”, представленной в стандарте ISO 9223 и новой ФДО. Показано, что достоверность предсказаний по обеим моделям RF существенно лучше, чем с использованием функций “доза–ответ”.