№ 3 (2023)

Использование технологий, основанных на сжигании ископаемого углеродсодержащего топлива, обусловливает поступление в атмосферу большого количества CO₂, являющегося одним из основных парниковых газов. В целях снижения уровня CO₂ в атмосфере разрабатываются системы для его сорбционного улавливания из различных газовых источников. Наибольший интерес представляют сорбционные системы, позволяющие проводить процессы сорбции и десорбции CO₂ в области низких температур (25-200ºС). Чаще всего такие системы представляют собой композитные материалы, состоящие из пористого носителя и диспергированного на нем хемосорбента CO₂. Среди органических хемосорбентов наиболее перспективными являются низколетучие аминосодержащие соединения. Рассмотрена классификация аминосодержащих композитных сорбентов по методу их приготовления: пропиткой, ковалентной прививкой, in situ полимеризацией на поверхности носителя. Метод пропитки отличается простотой и низкой себестоимостью реализации. Сорбционные характеристики материалов, полученных методом пропитки, зависят от эффективности диспергирования активного компонента, определяющейся характеристиками пористой структуры носителя, в частности способностью последней к химическому или электростатическому взаимодействию с нанесенным аминосодержащим соединением. Метод ковалентной прививки основан на закреплении алкоксиаминосиланов на поверхности кремнеземных пористых материалов. Для реализации этого метода используются носители с высоким содержанием силанольных групп на поверхности и с размером пор, достаточным для обеспечения эффективного транспорта молекул CO2 к аминогруппам. Основным недостатком метода прививки является малая толщина получаемых слоев аминосодержащего компонента. In situ полимеризация используется для получения материалов с высоким содержанием привитых функциональных групп. При соблюдении условий, позволяющих исключить блокировку пор носителя, материалы этого типа демонстрируют самую высокую сорбционную емкость по CO₂.

Получены порошковые лигноцеллюлозные модификаторы резин из вторичного бумажного сырья (макулатурный картон), обработанного TiCl₄ в гексане. Приведены результаты анализа их дифрактограмм, ИК-спектров, морфологических характеристик, в том числе геометрических характеристик волокон и их фракционного распределения по длине, установлено содержание титана, лигнина, карбонильных и карбоксильных групп, определена насыпная плотность. Показано, что присутствие в составе резиновой композиции порошковых модификаторов в количестве до 5 мас. ч. на 100 мас. ч. каучука способствует сохранению физико-механических свойств резин как до, так и после ускоренного термоокислительного старения при 100°C в течение 72 ч, повышая прочность связи резина-металлокорд, что приводит к увеличению срока эксплуатации резин.

Кальций-алюминатные фазы были синтезированы в интервале 950-1450ºC из доступных сырьевых материалов: мела и металлургического глинозема преимущественно в γ-форме с различным размером зерен. При расчете количества сырьевых компонентов исходили из требования обеспечения химического состава продукта: Al₂O₃ 71-72 мас% и CaO 27-28 мас%. Проектируемый фазовый состав образцов - 65 мас % CaAl₂O₄ и 35 мас% CaAl₄O₇. В случае введения в реакцию глинозема с размером зерен 90 мкм и сферолитной микроструктурой образование фаз CaAl₂O₄ и CaAl₄O₇ преимущественно происходит в интервале 1250-1350°С, а фазовое равновесие достигается при 1450°С. Уменьшение размера зерен γ-глинозема до 10 мкм и разрушение их сферолитной микроструктуры смещает образование алюминатов кальция в область температур ниже 1250ºС, а также существенно увеличивает скорость синтеза целевых продуктов.

Модифицированы полиэтиленгликолем с молекулярной массой 2000, 6000 и 10 000 г·моль^-1 наночастицы SiO₂. Для модификации использовали метод, основанный на последовательном взаимодействии полиэтиленгликоля с 3-(триэтоксисилил)пропилизоцианатом с дальнейшей обработкой продуктом реакции нанодисперсного SiO₂. Полученный продукт охарактеризован методами ИК-спектроскопии, термического анализа и сканирующей электронной микроскопии. Модифицированный нанодисперсный SiO₂ был введен в эпоксидную смолу с целью получения покрытий, характеризующихся повышенной гидрофильностью. Для улучшения физико-механических характеристик в состав покрытия с 30 мас% модифицированных наночастиц SiO₂ были введены наполнители: слюда-мусковит и TiO₂. Показано, что процесс биологического обрастания эпоксидных покрытий в Южно-Китайском море протекает медленнее в случае состава, содержащего наночастицы SiO₂, модифицированные полиэтиленгликолем 6000.

Установлено, что бензол является более эффективным элюентом по сравнению с традиционными хлорорганическими растворителями, использующимися при хроматографическом извлечении нефтяных ванадилпорфиринов из N,N-диметилформамидного (ДМФА) экстракта асфальтенов на колонке с мезопористым силикагелем. Низкая элюирующая сила бензола была компенсирована увлажнением силикагельного адсорбента. Показано, что увеличение влажности силикагеля с 0 до 7.7% не снижает эффективность отделения ванадилпорфиринов от непорфириновых компонентов, а расход элюента при этом уменьшается в 10 раз. Снижение скорости потока элюента с 0.8 до 0.12 мл·мин^-1 (в пересчете на 1 г адсорбента) в 1.5 раза увеличивает выход ванадилпорфиринов требуемой чистоты, тогда как увеличение массового соотношения адсорбат:адсорбент с 1:833 до 1:83 не ухудшает эффективность извлечения ванадилпорфиринов. Элюирование бензолом при оптимальных условиях хроматографирования (влажность адсорбента, скорость потока элюента, соотношение адсорбат:адсорбент) позволяет извлечь из ДМФА-экстракта асфальтенов в 3 раза больше нефтяных ванадилпорфиринов, чем при использовании хлороформа и осушенного силикагеля при прочих равных условиях.