Russian Journal of Applied Chemistry

В обзоре рассмотрена проблема очистки газовых потоков от кислых (CO₂, H₂S, SO_x, NO_x) 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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.