Open Access
Access granted
Subscription Access
Vol 98, No 11-12 (2025)
Articles
MEMBRANNOE GAZORAZDELENIE DLYa IZVLEChENIYa KISLYKh KOMPONENTOV IZ GAZOVYKh SRED: SOVREMENNOE SOSTOYaNIE I PERSPEKTIVY (obzor)
Abstract
В обзоре рассмотрена проблема очистки газовых потоков от кислых (CO2, H2S, SOx, NOx) газов, обоснована целесообразность применения технологии мембранного газоразделения. Представлен анализ рынка газоразделительных мембран и дан критический анализ существующих разработок в области мембранного материаловедения и коммерческих мембранных решений для выделения кислых газов. Обсуждены потенциальные области применения перспективных мембранных материалов. Описаны направления развития мембранного удаления кислых компонентов из газовых сред, обозначены нерешенные проблемы и возможности для будущих исследований в этой области.
Russian Journal of Applied Chemistry. 2025;98(11-12):544-572
544-572
PERSPEKTIVY RAZVITIYa ENERGETIKI. SRAVNITEL'NYY ANALIZ EFFEKTIVNOSTI TERMODINAMIChESKIKh I ELEKTROKhIMIChESKIKh ENERGOUSTANOVOK V EPOKhU ENERGETIChESKOGO PEREKhODA (obzor)
Abstract
В обзоре рассматриваются методологические основы определения коэффициента полезного действия (КПД) энергетических установок и предлагается классификация КПД с учетом характера потерь, преобразуемой энергии, теоретического предела эффективности и области применения. Особое внимание уделено выбору энергетической базы для расчета КПД — от традиционно используемой низшей теплоты сгорания до более фундаментальных характеристик, таких как химическая энергия и эксepгия. На основе методики В. С. Степанова выполнены расчеты теплотворной способности, химической энергии и эксepгии для метана и водорода, а также произведен сопоставительный анализ электрического КПД газотурбинной установки и топливной ячейки. Установлено, что применение эксергетического подхода позволяет более объективно оценивать эффективность энергетических технологий различной природы. Показана необходимость внимательного подхода к выбору расчетной энергетической базы для корректного анализа, инженерных решений и сравнения систем. Отдельное внимание уделено анализу потенциала повышения КПД топливных ячеек и их преимуществ перед традиционными термодинамическими установками. Обозначены тренды развития новых критериев оценки эффективности энергетических процессов, включая специфические свойства таких элементов, как горелочные устройства и камеры сгорания.
Russian Journal of Applied Chemistry. 2025;98(11-12):573-590
573-590
Compositional Materials
RAZRABOTKA SOSTAVA UGLEROD-POLIMERNYKh POKRYTIY NA ALYuMINIEVOY FOL'GE
Abstract
Изучено влияние состава углерод-полимерных защитных покрытий на адгезию к алюминиевой фольге, эластичность и набухаемость в электролитных системах линий-ионных и линий-серных аккумуляторов. В качестве полимерных связующих были изучены бутилстиральный каучук, карбоксиметилцеллюлоза, акриловый латекс и их смесь. В качестве токопроводящей добавки использовали техническую сажгу П803 (ГОСТ 7885–86), а дисперсионной среды — дистиллированную воду. Установлено, что наилучшими свойствами (электропроводностью, высокой адгезией к алюминиевой фольге, эластичностью и низкой пористостью) обладают углерод-полимерные покрытия, включающие 80% сажи П803, 17.5% акрилового латекса и 2.5% карбоксиметилцеллюлозы.
Russian Journal of Applied Chemistry. 2025;98(11-12):591-599
591-599
Водородные технологии
FORMIROVANIE I ISSLEDOVANIE VODOROD-AKKUMULIRUYuShchIKh KOMPOZITOV TiFe S ZhELEZO-GRAFENOVYM KATALIZATOROM DLYa KhRANENIYa VODORODA
Abstract
Исследовано формирование композитов TiFe с железо-графеновым катализатором механохимической обработкой в атмосфере водорода и определены их водородсорбционные характеристики. Показано, что добавка железо-графенового катализатора к сплавам Ti с Fe увеличивает скорость процесса гидрирования и обеспечивает высокую обратимую водородосикость композита. На основе водород-аккумулирующего композита изготовлен опытный образец аккумулятора водорода и установлены его эксплуатационные характеристики.
Russian Journal of Applied Chemistry. 2025;98(11-12):600-608
600-608
Неорганический синтез и технология неорганических производств
SRAVNITEL'NOE ISSLEDOVANIE SVOYSTV KSEROGELEY, NANOPOROShKOV I KERAMIChESKIKh MATERIALOV V SISTEME CeO2–Dy2O3, POLUChENNYKh METODAMI SOVMESTNOGO OSAZhDENIYa V LABORATORNOY USTANOVKE I SOOSAZhDENIYa V MIKROREAKTORE SO VSTREChNYMI ZAKRUChENNYMI POTOKAMI
Abstract
Двумя методами жидкофазного синтеза — методом совместного осаждения гидроксидов в лабораторной установке с магнитной мешалкой и методом быстрого совместного осаждения гидроксидов в микрореакторе со встречными закрученными потоками синтезированы высокодисперсные метопористые порошки состава (CeO2)1-x(Dy2O3)x (x = 0.05, 0.10, 0.15. 0.20), обладающие удельным объемом пор 0.022–0.084 см3·г−1 и удельной площадью поверхности 23.71–66.32 м2·г−1. На их основе получены керамические напоматериалы заданного состава, представляющие собой кубические твердые растворы типа флюорита с ОКР ~ 44–76 нм, с открытой пористостью в интервале 3–14%, высокими значениями кажущейся плотности 5.87–7.24 г·см−3. Выявлено существенное влияние условий проведения синтеза на физико-химические свойства керамических электролитных материалов. Показано, что спекающая добавка ZnO для керамики, полученной двумя разными методами синтеза, влияет на открытую пористость и плотность по-разному: в случае использования метода синтеза в микрореакторе со встречными закрученными потоками (расход 1.5 л·мин−1) открытая пористость уменьшилась в 2–5 раз, плотность увеличилась незначительно. Однако для образцов, синтезированных методом соосаждения гидроксидов в лабораторной установке, пористость снизилась в 2 раза, что доказывает избирательное влияние спекающих добавок. По своим физико-химическим свойствам (плотность, пористость, коэффициент термического расширения) полученные керамические материалы перспективны в качестве твердооксидных электролитов среднетемпературных топливных элементов.
Russian Journal of Applied Chemistry. 2025;98(11-12):609-620
609-620
Высокомолекулярные соединения и материалы на их основе
OTsENKA KOAGULIRUYuShchEGO DEYSTVIYa SUL'FAMINOVOY KISLOTY V PROTsESSAKh VYDELENIYa BUTADIEN-STIROL'NOGO KAUChUKA IZ LATEKSA
Abstract
Проведена оценка коагулирующей способности сульфаминовой кислоты в процессе выделения из латеков бутадиен-стирольного каучука. Исследовано влияние на полноту выделения каучука таких факторов, как температура, расход коагулирующего и подкисляющего агентов. Оптимальные условия выделения каучука из латекса с выходом полимера 98% предусматривают расход коагулянта 40 кг∙т–1 при температуре 1–2°C. Отмечена особенность поведения сульфаминовой кислоты, заключающаяся в том, что при 60°C полнота выделения каучука из латекса не достигается без дозревания системы после введения в нее подкисляющего агента. Это связано с гидролизом термически неустойчивой сульфаминовой кислоты. Вулканизаты, полученные на основе выделенного каучука, по своим основным показателям соответствуют требованиям ГОСТ 15627–2019.
Russian Journal of Applied Chemistry. 2025;98(11-12):621-626
621-626
Катализ
GIDRIROVANIE SO2 S ISPOL'ZOVANIEM Cu/Zn-KATALIZATOROV NA OSNOVE PORISTYKh AROMATIChESKIKh KARKASOV
Abstract
Углекислый газ представляет собой перспективный реагент для синтеза широкого круга ценных химических продуктов, в частности метанола. В настоящей работе впервые на основе как немодифицированных, так и модифицированных аминогруппами пористых ароматических каркасов синтезированы Cu/Zn-катализаторы для гидрирования CO2 в метанол. Рассмотрена взаимосвязь текстурных характеристик носителя и формирующихся в его структуре наночастиц активной фазы. Активность синтезированных в работе катализаторов исследована при 250°C и 40 атм (CO2/H2 = 1:3). Определен оптимальный состав катализатора, изучено влияние природы растворителя на его активность.
Russian Journal of Applied Chemistry. 2025;98(11-12):627-637
627-637
PRIMENENIE PEREDOVYKh OKISLITEL'NYKh PROTsESSOV DLYa OChISTKI STOChNYKh VOD OT ORGANIChESKIKh ZAGRYaZNITELEY
Abstract
Исследована возможность очистки воды от фенола и ацетона с применением железосодержащих металлокерамических композитов на основе нитрида кремния, модифицированных полупроводниковыми соединениями, в условиях облучения УФ/видимым светом и озонирования. Композиты получены при азотировании ферросилиция в отсутствие и с добавкой природного минерала шунгита (для введения карбида кремния) в режиме горения. Для введения в керамическую матрицу композитов полупроводниковых фаз оксида железа(III) и нитрида углерода использовали мочевину. Установлен фазовый состав, изучена морфология и оптические свойства композитов. Проведена оценка адсорбционной и фотокаталитической активности композитов в отсутствие и с добавкой пероксида водорода при облучении УФ, видимым светом (процесс Фентона) и озонировании. Установлена высокая степень деградации фенола (~100%) с применением модифицированных композитов с добавкой пероксида водорода при облучении видимым светом. Показана устойчивость фотокатализаторов в восьми повторных циклах. Наиболее эффективным для окислительной деструкции ацетона (100%) в воде является озонирование, в том числе при облучении видимым светом. Исследованы продукты деградации ацетона и фенола методом ГХ и ГХ-МС.
Russian Journal of Applied Chemistry. 2025;98(11-12):638-648
638-648
GIDRODEKhLORIROVANIE 1,4-DIKhLORBENZOLA V SISTEMAKh, SODERZhAShchIKh BENZOTIOFEN, NAFTALIN I 1-KhLORNAFTALIN, V PRISUTSTVII SUL'FIDNYKh NENANESENNYKh KATALIZATOROV, SINTEZIRUEMYKh IN SITU
Abstract
С целью изучения каталитической активности в конкурирующих процессах гидрогенолиза бикомпонентных систем (1,4-дихлорбензол/бензотиофен, 1,4-дихлорбензол/нафталин, 1,4-дихлорбензол/1-хлорнафталин) синтезированы моно- и биметаллические системы на основе ненанесенных сульфидов переходных металлов (Ni, W, Co, Mo, Fe). Наибольшие степени дехлорирования и обессеривания в параллельном процессе гидродехлорирования 1,4-дихлорбензола и гидрообессеривания бензотиофена достигаются в присутствии биметаллических NiWS, NiMoS и CoWS, в параллельном процессе гидродехлорирования 1,4-дихлорбензола и гидрирования нафталина — в присутствии биметаллических систем NiWS, NiMoS и FeMoS, в параллельном процессе гидродехлорирования и гидрирования 1,4-дихлорбензола и 1-хлориафталина — в присутствии биметаллических систем NiWS, CoMoS и NiMoS, что говорит о высокой активности именно NiMoS и NiWS среди всех исследуемых систем. Исследование морфологии и фазового состава NiWS, как наиболее активного катализатора, полученного in situ из маслорастворимых прекурсоров в реакционной среде, посредством рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии и просвечивающей электронной микроскопии указывать на наличие на поверхности катализаторов фазы дисульфида вольфрама, сульфида никеля и смешанной фазы NiWS. Показано увеличение скорости реакции гидрообессеривания в присутствии NiWS и хлорсодержащего соединения. Взаимное ингибирование процессов дехлорирования и гидрирования наблюдается в двухкомпонентной системе, содержащей 1,4-дихлорбензол и нафталин и 1,4-дихлорбензол и 1-хлориафталин. Установлено, что в жидком продукте каталитической переработки смеси поливинилхлорида и полиспирола в присутствии in situ синтезированного катализатора NiWS содержится до 33% ароматических (в том числе хлорароматических ~10%) компонентов, в системе также установлено присутствие до 6% хлоралканов.
Russian Journal of Applied Chemistry. 2025;98(11-12):649-664
649-664