Том 96, № 2 (2023)

В последние годы ведутся активные исследования в области катализаторов процессов электроокисления водорастворимых продуктов переработки биомассы на анодах электролизеров, сопряженных с процессом получения водорода на катодах этих устройств. Продуктами переработки биомассы, перспективными для электроокисления, являются глицерин, глюкоза, фурфурол и 5-гидроксиметилфурфурол. В обзоре рассмотрены исследования катализаторов электроокисления глицерина, глюкозы, фурфурола и 5-гидроксиметилфурфурола на основе металлов различных групп. Электроокисление данных органических соединений на катализаторах на основе благородных металлов (металлов платиновой группы и золота) и их сплавов начинаются в интервале потенциалов от 0.3 до 0.7 В (о.в.э.), достигая максимума при ~1 В (о.в.э.). Основным недостатком катализаторов на основе благородных металлов является их высокая стоимость. Среди неблагородных металлов, изучаемых в качестве компонентов катализаторов данных реакций, перспективными признаны никель и кобальт. Но в присутствии катализаторов на основе этих металлов реакции электроокисления обсуждаемых органических соединений начинаются при потенциалах выше 1 В (о.в.э.). В результате электроокисления глицерина могут быть получены глицеральдегид, дигидроксиацетон, глицериновая, тартроновая, гликолевая, щавелевая, глиоксалевая и мезоксалевая кислоты. Ценным продуктом электроокисления глюкозы является глюконовая кислота, фурфурола - 2-фуранкарбоновая кислота, 5-гидроксиметилфурфурола - 2,5-фурандикарбоновая кислота.

Рассмотрено несколько схем переработки дымовых газов, выбрасываемых теплоэлектростанциями, в метанол товарного качества, различающихся стадиями получения сырья для синтеза метанола. Исследована зависимость выхода метанола, величины энергетического коэффициента полезного действия (КПД) и показателя углеродного следа технологии в целом (от стадии улавливания СО₂ из дымовых газов до стадии выделения метанола) от состава дымовых газов (концентрации СО₂) и температуры их потока. Рассмотрен вариант переработки дымовых газов с высокой исходной температурой потока по схеме, включающей высокотемпературные стадии выделения СО₂ и электролиза. Показано, что данная схема с учетом рекуперации тепла потоков и генерации водяного пара характеризуется высоким энергетическим КПД.

Изучены факторы влияния морфологии дисперсных частиц, сорбционной способности и кислородсодержащих групп технического углерода на дестабилизацию латекса эмульсионного каучука СКС-30АРК при жидкофазном наполнении нанодисперсным техническим углеродом в ультразвуковом поле. Показано, что нарушение агрегативной устойчивости латекса происходит в результате сорбции техническим углеродом эмульгирующих агентов с защитной поверхности латексных глобул, что косвенно подтверждается повышением коэффициента поверхностного натяжения латексной системы. Установлено, что полная коагуляция бутадиен-стирольного латекса достигается без применения коагулирующих агентов в процессе жидкофазного наполнения техническим углеродом при соотношении компонентов технический углерод:каучук = 100:100 (мас. ч.) и рН ≤ 4.3 с использованием технического углерода К354, а в случае использования технического углерода П324 при соотношении компонентов технический углерод:каучук = 100:100 (мас. ч.) и рН ≤ 3.6. Жидкофазное наполнение эмульсионных каучуков на стадии их выделения из латекса обеспечивает равномерное распределение нанодисперсного технического углерода по объему эластомерной композиции за счет диспергирующего действия эмульгирующих компонентов латекса, которые мигрируют с поверхности латексных глобул на развитую активную поверхность технического углерода в результате воздействия ультразвукового поля.

Влияние комплексного соединения Na₄[CuN(CH₂PO₃)₃]·13H₂O с хелатной структурой на коррозионно-электрохимическое поведение стали 20 в среде боратного буферного раствора при pH 7.4 и естественной аэрации изучено потенциодинамическим методом и методами рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии и сканирующей электронной микроскопии поверхности с микроанализом. Установлено, что в интервале концентраций 0.2-1.0 ммоль·дм^-3 исследуемый комплекс тормозит анодное растворение металла, а при бóльших концентрациях - стимулирует его. По влиянию на коррозионно-электрохимическое поведение стали комплекс Na₄[CuN(CH₂PO₃)₃]·13H₂O существенно отличается от ранее изученных комплексов Na₄[ZnN(CH₂PO₃)₃]·13H₂O и Na₄[Cd(H₂O)N(CH₂PO₃)₃]·7H₂O. В интервале потенциалов -0.66÷-0.05 В относительно Ag,AgCl|KCl-электрода (х.с.э.) на поверхности образуется слой металлической меди в виде наноразмерных кристаллов, экранирующих поверхность стали. В интервале потенциалов 0.05-0.13 В (х.с.э.) металлическая медь окисляется, а при дальнейшем повышении потенциала формируется слой смешанных оксидов железа и меди.

В работе исследована адсорбционная способность малослойного графена, полученного методом самораспространяющегося высокотемпературного синтеза, по отношению к родамину Ж. Показаны зависимости сорбционной емкости частиц малослойного графена от концентрации родамина Ж в водном растворе, температуры раствора и времени адсорбции. Обнаружено, что адсорбция родамина Ж на поверхности малослойного графена удовлетворительно описывается моделью Ленгмюра и Фрейндлиха. Данный процесс протекает в смешанно-диффузионном режиме и может быть описан кинетическим уравнением псевдовторого порядка.