Study of Heptane and Toluene Decomposition during High-Energy Processing in a Planetary Mill Together with Titanium Powder

V. V. Aksenova; Аксенова В. В.; O. M. Kanunnikova; Канунникова О. М.; V. I. Ladyanov; Ладьянов В. И.

doi:10.31857/S0044453723040039

Исследование разложения гептана и толуола при высокоэнергетической обработке в планетарной мельнице совместно с порошком титана

Авторы: Аксенова В.В.¹, Канунникова О.М.², Ладьянов В.И.¹
Учреждения:
1. Удмуртский федеральный исследовательский центр Уральского отделения Российской академии наук
2. Удмуртский государственный аграрный университет
Выпуск: Том 97, № 4 (2023)
Страницы: 527-534
Раздел: СТРОЕНИЕ ВЕЩЕСТВА И КВАНТОВАЯ ХИМИЯ
Статья получена: 15.10.2023
Статья опубликована: 01.04.2023
URL: https://ogarev-online.ru/0044-4537/article/view/136568
DOI: https://doi.org/10.31857/S0044453723040039
EDN: https://elibrary.ru/TDWUFV
ID: 136568

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ
Доступ закрыт

Доступ предоставлен
Доступ закрыт

Только для подписчиков

Аннотация
Об авторах
Список литературы
Дополнительные файлы
Статистика

Аннотация

Методами молекулярной спектроскопии в УФ- и ИК-диапазонах проведено сравнительное исследование разложения толуола и гептана при механоактивации в присутствии титана. Показано, что высокоэнергетическая механическая обработка эффективна для получения низкомолекулярных алканов, количество которых в значительной степени определяется природой углеводородов. Изучено влияние скорости вращения водила мельницы на глубину разложения углеводородов и состав продуктов механообработки жидкой фазы. Показано, что при скорости вращения 600 об./мин разложение гептана начинается уже на малых временах механоактивации (МА), в то время как толуол стабилен до 30 ч МА. Значительные структурно-химические превращения в толуоле при скорости 890 об./мин происходят лишь к 20–30 ч механической обработки.

Ключевые слова

гептан, толуол, разложение, УФ-спектроскопия, ИК-фурье-спектроскопия

Список литературы

Механокомпозиты – прекурсоры для создания материалов с новыми свойствами. Отв. ред. О.И. Ломовский, Новосибирск: СО РАН, 2010, 424 с.
Baláž P. Mechanochemistry in nanoscience and minerals engineering. Springer: Berlin, Heidelberg, 2008. https://doi.org/10.1007/978-3-540-74855-7
Michalchuk A.A., Boldyreva E.V., Belenguer A.M., et al. // Front. Chem. 2021. V. 9. 685789. https://doi.org/10.3389/fchem.2021.685789
El-Eskandarany M.S. Mechanical Alloying: Energy, Surface Protective Coating and Medical Applications. 3rd ed.; Elsevier: Oxford, UK, 2020. https://www.elsevier.com/books/mechanical-alloying/el-eskandarany/978-0-12-818180-5.
Baláž M. Environmental Mechanochemistry. Recycling Waste into Materials Using High-Energy Ball Milling. Springer Cham, Switzerland, 2021. https://doi.org/10.1007/978-3-030-75224-8
Eze A.A., Sadiku E.R., Kupolati W.K. et al. // Sci. Rep. 2021. V. 11. 22422. https://doi.org/10.1038/s41598-021-01916-w
Musalat M., Schoenitz M., Dreizin E.L. // Adv. Powder Technol. 2019. V. 30. P. 1319. https://doi.org/10.1016/j.apt.2019.04.007
Arias A., Chemical reactions of metal powders with organic and inorganic liquids during ball milling, Washington, NASA TN, D-8015, 1975.
Yelsukov E.P., Barinov V.A., Ovetchkin L.V. // J. Mater. Sci. Lett. 1992. V. 11 (10). P. 662. https://doi.org/10.1007/BF00728898
Ullah M., Eaqub A.Md., Hamid S.B.A. // Rev. Adv. Mater. Sci. 2014. V. 37 (1). P. 1. https://ipme.ru/e-journals/RAMS/no_13714/01_13714_ali.pdf.
Лубнин А.Н., Дорофеев Г.А., Никонова Р.М. и др. // Физика твердого тела. 2017. М. 59. № 11. С. 2206. https://doi.org/10.1134/S106378341711019110.1134/S1063783417110191).
Dofofeev G.A., Lad’yanov V.I., Lubnin A.N. et al. // Int. J. Hydrogen Energy. 2014. V. 39 (18). P. 9690. https://doi.org/10.1016/j.ijhydene.2014.04.101
Аксенова В.В., Канунникова О.М., Бурнышев И.Н. и др. // Журн. физ. химии. 2022. Т. 96. № 3. С. 350. https://doi.org/10.1134/S00360244220300310.1134/S003602442203003).https://doi.org/10.31857/S0044453722030037
Lomaeva S.F. // Phys. Met. Metallogr. 2007. V. 104. P. 388.
Беллами Л. Новые данные по ИК-спектрам сложных молекул. М.: Мир, 1971. 319 с.
Наканиси К. Инфракрасные спектры и строение органических соединений. Практическое руководство. М.: Мир, 1965. 216 с. (Nakanishi K. “Infrared Absorption spectroscopy – Practical”, San Francisco: Holden-Day, Inc., 1962. 233 p.)
Pretsch E., Bühlmann Ph., Badertscher M. Structure Determination of Organic Compounds. Tables of Spectral Data. 4th ed. Berlin Heidelberg: Springer-Verlag, 2009. 433 p.
Lubnin A.N., Dorofeev G.A., Lad’yanov V.I. et al. Metastable Interstitial Phases by Ball Milling of the Titanium in Liquid Hydrocarbons. “Multifunctional Materials and Modeling”, Apple Academic Press, Oakville, Canada, 2015. Part II: Surface and interface investigations. Chapter 20. P. 189. https://doi.org/10.1201/b18552 .
Kanunnikova O.M., Aksenova V.V., Dorofeev G.A. // Mater. Sci. Forum.2019. V. 946. P. 351. https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/MSF.946.351
Kanunnikova O.M., Aksenova V.V., Dorofeev G.A. // Ibid. 2020. V. 989. P. 532. https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/MSF.989.532
Kwon Y.-S., Gerasimov K.B., Yoon S.-K. // J. Alloys Comp. 2002. V. 346. P 276. http://www.crystallography.ru/MA/articles/BallTemperature2002_Gerasimov.pdf.
Takacs L., McHenry J.S. // J. Mater. Sci. 2006. V. 41. P. 5246. https://doi.org/10.1007/s10853-006-0312-4
Фундаментальные основы механической активации, механосинтеза и механохимических технологий. Отв. ред. Е.Г. Аввакумов, Новосибирск: СО РАН, 2009, 343 с.
Boldyrev V.V. // Powder Technology V. 122. 2002. P. 247. https://doi.org/10.1016/S0032-5910(01)00421-1
Larkin P.J. Infrared and Raman Spectroscopy: principles and spectral interpretation. Elsevier, 2011. 230 p.