авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ БИБЛИОТЕКА РОССИИ

КОНФЕРЕНЦИИ, КНИГИ, ПОСОБИЯ, НАУЧНЫЕ ИЗДАНИЯ

<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:   || 2 | 3 | 4 | 5 |   ...   | 16 |
-- [ Страница 1 ] --

XIX МЕНДЕЛЕЕВСКИЙ СЪЕЗД

ПО ОБЩЕЙ И ПРИКЛАДНОЙ ХИМИИ

Волгоград, 25–30 сентября 2011 г.

ТЕЗИСЫ ДОКЛАДОВ

В четырех томах

ТОМ 4

ХИМИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ СОВРЕМЕННОЙ ЭНЕРГЕТИКИ

И АЛЬТЕРНАТИВНЫЕ ЭНЕРГОНОСИТЕЛИ

ХИМИЯ ИСКОПАЕМОГО И ВОЗОБНОВЛЯЕМОГО

УГЛЕВОДОРОДНОГО СЫРЬЯ

АНАЛИТИЧЕСКАЯ ХИМИЯ:

НОВЫЕ МЕТОДЫ И ПРИБОРЫ

ДЛЯ ХИМИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ И АНАЛИЗА

ХИМИЧЕСКОЕ ОБРАЗОВАНИЕ ВОЛГОГРАД 2011 УДК 54+66 ББК 24+35 ХIХ Менделеевский съезд по общей и прикладной химии. В 4 т.

Т. 4 : тез. докл. – Волгоград : ИУНЛ ВолгГТУ, 2011. – 600 с.

ISBN 978–5–9948–0782–8 Т. 4. Химические аспекты современной энергетики и альтерна тивные энергоносители Химия ископаемого и возобновляемого углеводородного сырья Аналитическая химия: новые методы и приборы для химических исследований и анализа Химическое образование ISBN 978–5–9948–0786– Том 4 включает тезисы устных и стендовых докладов, сообщения заочных уча стников на заседаниях секций: «Химические аспекты современной энергетики и аль тернативные энергоносители»;

«Химия ископаемого и возобновляемого углеводо родного сырья»;

«Аналитическая химия: новые методы и приборы для химических исследований и анализа»;

«Химическое образование», доклады круглого стола «Проблемы химического образования в России», а также авторский указатель.

УДК 54+ ББК 24+ ISBN 978–5–9948–0786–6 (т. 4) © Оформление. Оргкомитет ХIХ Менделеевского съезда по общей и прикладной химии, ISBN 978–5–9948–0782– ОРГАНИЗАТОРЫ СЪЕЗДА Российская академия наук Российское химическое общество им. Д.И. Менделеева Администрация Волгоградской области Министерство образования и науки Российской Федерации Национальный комитет российских химиков Российский союз химиков XIX Менделеевский съезд проводится под эгидой Международного союза по теоретической и прикладной химии (IUPAC) ОРГАНИЗАЦИОННЫЙ КОМИТЕТ СЪЕЗДА – сопредседатель, вице-президент Российской академии наук, Алдошин С.М.

академик – сопредседатель, глава Администрации Волгоградской об Бровко А.Г.

ласти – президент XIX Менделеевского съезда, председатель На Нефедов О.М.

ционального комитета российских химиков, академик – заместитель председателя, ректор Волгоградского государст Новаков И.А.

венного технического университета, член-корреспондент РАН – заместитель председателя, президент Российского химиче Саркисов П.Д.

ского общества им. Д.И. Менделеева, академик – заместитель председателя, заместитель академика-секре Цивадзе А.Ю.

таря Отделения химии и наук о материалах РАН, академик – ученый секретарь, Институт физической химии и электро Горбунова Ю.Г.

химии им. А.Н. Фрумкина РАН, Институт общей и неорга нической химии им. Н.С. Курнакова РАН, доктор химиче ских наук – ученый секретарь, первый проректор - проректор по науч Лысак В.И.

ной работе Волгоградского государственного технического университета, профессор – президент ОАО «ЛУКОЙЛ»

Алекперов В.Ю.

– вице-президент Российского союза химиков, профессор Голубков С.В.

– первый заместитель председателя Комитета Совета Феде Гусев В.К.

рации РФ по экономической политике, предпринимательст ву и собственности, профессор – председатель правления, генеральный директор ОАО «Газ Дюков А.В.

промнефть»

– заместитель академика-секретаря Отделения химии и наук Золотов Ю.А.

о материалах РАН, академик – президент Российского союза химиков Иванов В.П.

– президент Ассоциации государственных научных центров, ге Каблов Е.Н.

неральный директор ФГУП «Всероссийский научно-исследо вательский институт авиационных материалов», академик Калинников В.Т. – председатель Президиума Кольского научного центра РАН, академик – ректор Ивановского государственного химико-технологиче Койфман О.И.

ского университета, член-корреспондент РАН – вице-президент Российского химического общества Коновалов А.И.

им. Д.И. Менделеева, академик – заведующий кафедрой химического факультета Санкт Кукушкин В.Ю.

Петербургского государственного университета, член-кор респондент РАН – заместитель академика-секретаря Отделения химии и наук о ма Лунин В.В.

териалах РАН, декан химического факультета Московского го сударственного университета им. М.В. Ломоносова, академик – заместитель главы Администрации Волгоградской области Максин В.Ф.

заместитель генерального директора ГК «Российская кор Малышев А.Б.

порация нанотехнологий»

– заместитель председателя Южного научного центра РАН, Минкин В.И.

академик – заместитель академика-секретаря Отделения химии и наук Мясоедов Б.Ф.

о материалах РАН, руководитель секции химических наук, академик – директор Института катализа им. Г.К. Борескова Сибирско Пармон В.Н.

го отделения РАН, академик – вице-президент Российского химического общества Русанов А.И.

им. Д.И. Менделеева, академик – заместитель председателя Сибирского отделения РАН, Сагдеев Р.З.

академик – председатель Дальневосточного отделения РАН, академик Сергиенко В.И.

– председатель Казанского научного центра РАН, академик Синяшин О.Г.

– заместитель президента – управляющий делами РАН, Солнцев К.А.

директор Института металлургии и материаловедения им. А.А. Байкова РАН, академик генеральный директор ОАО «Минерально-химическая Стрежнев Д.С.

компания ЕвроХим»

– член Исполкома и Бюро ИЮПАК, директор Института хи Тарасова Н.П.

мии и проблем устойчивого развития РХТУ им. Д.И. Мен делеева, член-корреспондент РАН Тартаковский В.А. – советник Российской академии наук, академик – директор Института нефтехимического синтеза Хаджиев С.Н.

им. А.В. Топчиева РАН, академик – директор Департамента науки, высоких технологий и обра Хлунов А.В.

зования Правительства РФ – председатель Уральского отделения РАН, академик Чарушин В.Н.

– председатель Комитета по науке и наукоемким технологи Черешнев В.А.

ям Государственной Думы РФ, академик – председатель Комитета по образованию и науке Совета Фе Чеченов Х.Д.

дерации РФ, профессор – первый заместитель главы администрации Волгоградской Чуриков Г.А.

области – заместитель председателя Комитета по образованию Госу Шудегов В.Е.

дарственной Думы РФ ПРОГРАММНЫЙ КОМИТЕТ СЪЕЗДА Академик Цивадзе А. Ю. (председатель), академик Третьяков Ю.Д. (заместитель председателя), доктор химических наук Горбунова Ю.Г. (ученый секретарь), ака демик Алдошин С.М., академик Белецкая И.П., академик Бубнов Ю.Н., акаде мик Бучаченко А.Л., член-корреспондент РАН Варфоломеев С.Д., академик Еременко И.Л., академик Коновалов А.И., академик Лунин В.В., академик Минкин В.И., академик Мирошников А.И., академик Моисеев И.И., академик Мясоедов Б.Ф., академик Нефедов О.М., член-корреспондент РАН Новаков И.А., академик Пармон В.Н., академик Русанов А.И., академик Сагдеев Р.З., академик Саркисов П.Д., член-корреспондент РАН Тарасова Н.П., академик Тартаков ский В.А., академик Хохлов А.Р., академик Чупахин О.Н.

МЕЖДУНАРОДНЫЙ КОМИТЕТ СЪЕЗДА – председатель, член Исполкома IUPAC, Тарасова Н.П.

член-корреспондент РАН, Россия Навроцкий А.В. – ученый секретарь, проректор Волгоградского государственно го технического университета, профессор, Россия Арсланов В.В. – заведующий лабораторией Института физической химии и электрохимии им. А.Н. Фрумкина РАН, профессор, Россия – генеральный секретарь IUPAC, профессор, Австралия Black D.

Калмыков С.Н. – заведующий кафедрой химического факультета Московского государственного университета им. М.В. Ломоносова, профессор, Россия Campanella L. – президент Итальянского химического общества, профессор, Италия – исполнительный директор Общества немецких химиков, Koch W.

профессор, Германия – президент Комитета IUPAC по химическому образованию, Mahaffy P.

профессор, Канада – президент IUPAC, профессор, Франция Moreau N.

– член Бюро IUPAC, профессор, Польша Penczek S.

– вице-президент IUPAC, профессор, Япония Tatsumi K.

– Национальный комитет российских химиков, доктор химиче Федотов П.С.

ских наук, Россия – член Бюро и экс-президент IUPAC, профессор, Южная Корея Jin J.-I.

СОДЕРЖАНИЕ Секция ХИМИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ СОВРЕМЕННОЙ ЭНЕРГЕТИКИ И АЛЬТЕРНАТИВНЫЕ ЭНЕРГОНОСИТЕЛИ.................................................. Устные доклады..................................................................................................... Стендовые доклады............................................................................................... Заочные доклады................................................................................................... Секция ХИМИЯ ИСКОПАЕМОГО И ВОЗОБНОВЛЯЕМОГО УГЛЕВОДОРОДНОГО СЫРЬЯ........................................................................... Устные доклады..................................................................................................... Стендовые доклады............................................................................................... Заочные доклады................................................................................................... Секция АНАЛИТИЧЕСКАЯ ХИМИЯ: НОВЫЕ МЕТОДЫ И ПРИБОРЫ ДЛЯ ХИМИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ И АНАЛИЗА.................................. Устные доклады..................................................................................................... Стендовые доклады............................................................................................... Заочные доклады................................................................................................... Секция ХИМИЧЕСКОЕ ОБРАЗОВАНИЕ....................................................................... Устные доклады..................................................................................................... Доклады круглого стола «Проблемы химического образования в России».............................................. Стендовые доклады............................................................................................... Заочные доклады................................................................................................... АВТОРСКИЙ УКАЗАТЕЛЬ................................................................................. Секция Химические аспекты современной энергетики и альтернативные энергоносители Руководители – академик А.Ю. Цивадзе, академик И.И. Моисеев Устные доклады Устные доклады PHOTOCHEMICAL UPCONVERSION OF VISIBLE AND NIR LIGHT Crossley M.J.,a Cheng Y.Y.,a Khoury T.,a Fckel B.,a Clady R.G.C.R.,a Roberts D.A.,a Tayebjee M.J.Y.,a Ekins-Daukes N.J.,b Schmidt T.W.a a School of Chemistry, The University of Sydney, NSW 2006, Australia: m.crossley@chem.usyd.edu.au b Department of Physics and the Grantham Institute for Climate Change, Imperial College, London, SW7 2AZ, UK Upconversion (UC) is the process whereby a stream of light of a given photon energy is converted into one of a higher energy. Photochemical UC oc curs where emitter triplet states are produced through triplet energy transfer from sensitizer molecules excited with low energy photons. The triplet emitter molecules undergo T–T annihilation to yield excited singlet states which emit upconverted fluorescence. Pd(II) tetrakisquinoxalinoporphyrin 2, synthesized from porphyrin 1, is a very efficient sensitizer molecule for the UC process.

By using 2 as sensitizer and rubrene as the emitter, red to yellow UC oc curs with TTA efficiency far in excess of the statistical 11.1% limit of singlet formation. More than 60% of the triplet molecules that decay by TTA produce emitters in their first excited singlet state, so that the observed TTA efficiency exceeds 40% at the point of the highest triplet emitter concentration. This result disproves any spin-statistical limitation for the annihilation efficiency.

Using 2 and perylene we obtain a new record for the peak-to-peak TTA UC energy margin of 0.94 eV. Red to green, and green to blue light UC is ob served using other emitters.

We also report photochemical UC of NIR light to the visible spectrum mediated by molecular oxygen. Thereby, we address two of the main chal lenges in the field of photochemical UC, (i) UC of photons above 800 nm and (ii) utilization of molecular oxygen, which is necessarily excluded in conventional photochemical UC systems.

12 Химические аспекты современной энергетики и альтернативные энергоносители RELATIONSHIP BETWEEN THE MOLECULAR STRUCTURES AND SPECTROSCOPIC AND ELECTROCHEMICAL PROPERTIES OF PORPHYRINOIDS Kobayashi N.

Department of Chemistry, Graduate School of Science, Tohoku University, Sendai 980-8578, Japan (e-mail: nagaok@m.tohoku.ac.jp) In tetraazaporphyrin (TAP) compounds such as phthalocyanines (Pcs), naphthalo- cyanines (Ncs), and anthracocyanines (Acs), radial expansion of the -system causes marked red-shifts of the Q absorption bands and nega tive voltage shifts in the first oxidation potentials, while only minor changes are observed for the first reduction potential. The compounds become steadily more prone to oxidative attack due to destabilization of the HOMO as the molecular size increases with Acs representing the limit for forming stable compounds.

When the symmetry of the -system is lowered, the Q band region of the electronic absorption spectrum is modified substantially. If benzene ring-fused ZnTAPs are named based on the number of fused benzene rings with Ad and Op denoting adjacent and opposite substitution pat terns, respectively, the Q band shifts to longer wavelength in the order 0Zn 1Zn 2AdZn 2OpZn 3Zn 4Zn, where numbers indicate the number of fused benzene unit and Zn means central metal. No splitting is observed in the Q bands of 0Zn, 2AdZn and 4Zn, while those of 1Zn, 2OpZn and 3Zn split into separate x- and y-polarized peaks. The largest Q band splitting is observed in the spectrum of 2OpZn, while the average Q band wavelength lies very close to that of 2AdZn. These spectroscopic properties can be rationalized based on group theory and are reproduced by TD-DFT calculations.

The first oxidation potential shifts to more negative values in the order 0Zn 1Zn 2AdZn~2OpZn 3Zn 4Zn, while the first reduction po tential shifts to the negative in the order 0Zn ~ 1Zn ~ 2OpZn 2AdZn ~ 3Zn 4Zn. The HOMO energy appears to be determined by the extent of p-system expansion rather than by the substitution pattern. The first oxida tion couples of 2AdZn and 2OpZn differ by only 0.02 V. In contrast, no clear trend is observed in the LUMO energies as the number of fused ben zene rings is increased. MO calculations predict that the HOMO is destabi lized by p-system expansion and that changes in molecular symmetry de stabilize the 1st and 2nd LUMOs in a pattern that closely matches the trends observed in the first reduction potentials. This kind of clear symmetry potential relationship was elucidated for the first time in chemistry.

Устные доклады HIGH-DENSITY REDOX POLYMERS FOR ENERGY CONVERSION AND STORAGE Oyaizu K., Nishide H.

Department of Applied Chemistry, Waseda University, Tokyo 169-8555, Japan, e-mail: oyaizu@waseda.jp Redox gradient-driven charge transfer processes in a layer of non conjugated polymers populated with numerous redox sites by electron self exchange reactions lead to substantial electric conduction by the improve ment of electro-neutralization with electrolyte counterions, based on the mesoscale design of the polymer/electrode interface. Using organic robust radicals such as TEMPO and 2,2,5,5-tetramethyl-3-pyrolin-1-oxyl as the re dox sites which are characterized by large heterogeneous electrode reaction rate constants (k0 = 10-1 cm/s) and large second-order electron self-exchange rate constants (kex = 107 – 8 M-1s-1), a general concept of enhancing the power capability of various wet-type electronic devices such as rechargeable batter ies, redox capacitors, and dye-sensitized solar cells, is presented.

Fig. 1. High-density redox polymers as “soft” electronic interface for organic devices.

REFERENCES 1. Oyaizu, K.;

Kawamoto, T.;

Suga, T.;

Nishide, H. Macromolecules 2010, 43, 10382.

2. Suga, T.;

Sugita, S.;

Ohshiro, H.;

Oyaizu, K.;

Nishide, H. Adv. Mater. 2011, 23, 751.

3. Koshika, K.;

Chikushi, N.;

Sano, N.;

Oyaizu, K.;

Nishide, H. Green. Chem. 2010, 12, 1573.

4. Nishide, H.;

Oyaizu, K. Science 2008, 319, 737.

14 Химические аспекты современной энергетики и альтернативные энергоносители ТВЕРДЫЕ ГИДРОКСИДНЫЕ ПРОТОНИКИ КАК ПЕРСПЕКТИВНЫЕ ЭЛЕКТРОЛИТЫ МАЛОРАЗМЕРНЫХ ИСТОЧНИКОВ НИЗКОЙ МОЩНОСТИ БЕЗ КАТАЛИЗАТОРОВ И БЛАГОРОДНЫХ МЕТАЛЛОВ Байков Ю.М., Мелех Б.Т., Климов В.А., Никулин Е.И., Байкова Л.Г.

Учреждение Российской Академии Наук Физико-Технический Институт им. А.Ф.Иоффе РАН, Санкт-Петербург, 194021Российская Федерация, baikov.solid@mail.ioffe.ru Сложные соединения на основе NaOH, KOH, H2O и более низкоплавкие показали высокую протонную протонную проводимость при 300-450 K1,2.

Это эвтектики KOH\KOH·H2O (372.5K), KOH\NaOH(448K) и моногидраты KOH·H2O (419K) и NaOH·H2O (338K). Пионерские исследования ионных гетероструктур с твердым электролитом KOH·2H2O (Tmelt=315 K) имеют как фундаментальный, так и прикладной нтерес. Проведено изучение роли раз личных элементов IV группы (C, Si, Sn, Pb) как электродов в электрохи мических ячейках с гидроксидными суперпротонными проводниками.

Taблица 1. ЭДС гетероструктур приt300 K C(+) | KOH·2H2O | A(–) Электрод C Ni TiFe Pt p-Si n-Si Sn Pb n-Si Ti p-Si Sn TiFeHx ЭДС,mV 0 290 360 400 400 440 500 710 850 885 1200 1230 (cm) * 20 0,3 ** 20 * 0,05 x 0, ЭДС(1,2–1,3 V) и обменные токи (0,1-1 mA/cm2) ячеек ‘C | KOH·2H2O | TiFe’ и ‘C | KOH·2H2O | Sn’ достаточны для питания маломощных элек тронных устройств, т.е. это аккумуляторы из дешевых материалов.

Гетеропереход метал-суперпротоник Sn(-)|KOH·2H2O изучен впервые.

Рис. 1. Простая модель электро химической ячейки. Детали: типа Гетероструктуры стек ‘C(+)|KOH·2H2O|Si(–)’ инте лянная трубка;

олово и графит как ресны с точки зрения согласо электроды;

твердый электролит получених с малогабаритными вания охлаждением расплава вес. % KOH и устройствами.O.

электронными 39 вес. % H Спичка для масштаба.

Sn(-)|KOH·2H2O| C(+) ЛИТЕРАТУРА 1. Yu.M.Baikov, Solid State Ionics, 2010, 181, 545.

2. Yu.M.Baikov, J.Power Sources 2009, 193, 371.

Поддержка Программы Президиума РАН «Квантовая физика конденсирован ных сред».

Устные доклады ГОМОГЕННОЕ ПАРЦИАЛЬНОЕ ОКИСЛЕНИЕ БИОГАЗА Билера И.В.,а Борисов А.А.,б Колбановский Ю.А.,а Трошин К.Я.б а Институт нефтехимического синтеза им. А.В. Топчиева Российской Академии Наук, 119991, Москва, Ленинский проспект 29, e-mail: bilera@ips.ac.ru б Институт химической физики им. Н.Н. Семенова Российской Академии Наук, 119991, Москва, ул. Косыгина Продукт брожения биомассы – биогаз – состоит в основном из ме тана и СО2 (20–50%). Использование этого газа является ключевым элементом стратегии снижения изменений климата и увеличения энергетической безопасности.1 Наряду с этим его рассматривают как возобновляемое сырье для получения синтез-газа, необходимого для синтеза жидких моторных топлив. В настоящей работе экспериментальными и расчетными методами исследована возможность некаталитического парциального окисления биогаза в различных режимах горения его кислородных смесей.

Закономерности парциального окисления кислородом модельного биогаза (смеси метана и СО2) при = 0,40 изучены в статической ус тановке перепускного типа и в свободно-поршневой установке адиа батического сжатия.2 Содержание СО2 в исследованных смесях биога за изменялось от 0 до 40% об. Исследованы составы продуктов сгора ния, образующихся в режиме самовоспламенения и режиме, в котором протекают только предпламенные процессы окисления. Получена за висимость времен задержек воспламенения от начальной температу ры, позволяющая подбирать температурный режим в реакторе, обес печивающий любую желаемую скорость расходования компонентов.

Экспериментально определены граничные значения температуры и давления, обеспечивающие воспламенение этих смесей.

Установлено, что в режиме самовоспламенения исследованных смесей наблюдается конверсия СО2, которая возрастает с температу рой процесса и характерным временем реакции.

ЛИТЕРАТУРА 1. Ericsson K., Nilsson L.J. Biomass and bioenergy. 2006, 30, 1.

2. Borisov A.A., Politenkova G.G., Troshin K.Ya., Shamshin I.O., Bilera I.V., Kol banovskii Yu.A. In: Nonequilibrium Phenomena: Plasma, Combustion, Atmosphere / Eds. Roy G.D., Frolov S.M., Starik A.M. – M.: TORUS PRESS, 2009, 226.

Работа при частичной финансовой поддержке Программы № 3 Президиу ма РАН.

16 Химические аспекты современной энергетики и альтернативные энергоносители НАНОСТРУКТУРНЫЕ КАТАЛИЗАТОРЫ НА ОСНОВЕ МЕТАЛЛООРГАНИЧЕСКИХ КЛАСТЕРОВ ДЛЯ НИЗКОТЕМПЕРАТУРНЫХ ТОПЛИВНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ Гринберг В.А.,а Майорова Н.А.,а Пасынский A.A.б а Учреждение Российской академии наук Институт физической химии и электрохимии им. А.Н. Фрумкина Российской академии наук, 119991 Москва, Ленинский проспект 31, e-mail: vgrinberg@phyche.ac.ru б Учреждение Российской академии наук Институт общей и неорганической химии им. Н.С. Курнакова Российской академии наук, 119991 Москва, Ленинский проспект В настоящей работе развивается новый подход к синтезу наноразмер ных электрокатализаторов на основе индивидуальных гетерометаллических кластеров заданного состава. Отличительной особенностью таких катализа торов является высокая воспроизводимость по составу и равномерность распределения по углеродному носителю, что позволяет обеспечить ста бильность и воспроизводимость их характеристик [1, 2].

Синтезированы и испытаны высоко эффективные электрокаталитиче ские системы восстановления кислорода Pt-Х, Pt-Fe-X, Pt-Mn-X (где Х = S, Se, Te), Pt-S-N, нанесенные на углеродные материалы, а также катализато ры на основе высокодисперсных наночастиц платины и фосфора. Электро химические характеристики газодиффузионных электродов на основе син тезированных катализаторов показали преимущества по сравнению с элек трокатализаторами на основе платиновых систем Е-ТЕК [3]. Удельная активность катализатора Pt-Mn-X (где Х= S) в 1 M CH3OH при 0.85 В (отн.

ОВЭ) достигает 110 A г-1 Pt, а для катализатора Pt-P 44 – 100 A г-1 Pt, в зави симости от атомного соотношения Pt/P.

Синтезированы биметаллические катализаторы платина–олово c атом ным соотношением последних в поверхностном слое 2:1, и никель–рутений, содержащий фтор, нанесенные на высокодисперсную сажу из кластеров со ответствующих металлов. Брутто–состав каталитической системы платина– олово – Pt3Sn, а системы никель–рутений–фтор – Ni12RuF5. Полученные ката лизаторы охарактеризованы методами рентгенофазового, электронно дисперсионного анализа, лазерной масс-спектрометрии и трансмиссионной электронной микроскопии. По данным вольтамперометрии удельные харак теристики синтезированных кластерных катализаторов Pt3Sn и Ni12RuF5 в ре акциях прямого электроокисления этанола и боргидрида натрия превосходят характеристики описанных в литературе платина–оловянных и никель– рутениевых катализаторов, соответственно.

ЛИТЕРАТУРА 1. Гринберг В.А., Пасынский А.А, Кулова Т.Л., Скундин А.М., Майорова Н.А., Хазова О.А., Лоо К.Дж. Электрохимия. 2008, 44, 202.

2. Grinberg V.A., Kulova T.L., Skundin A.M., Pasynskii A.A. US Patent Application 20070078052, April 5, 2007.

3. Watanabe M., Makita K., Hiroyuki U., Motoo S. J. Electrochem. Soc., 1986, 197, 195.

Устные доклады Pt-M/C КАТАЛИЗАТОРЫ ДЛЯ ЭЛЕКТРОВОССТАНОВЛЕНИЯ КИСЛОРОДА: ПОЛУЧЕНИЕ, МИКРОСТРУКТУРА, АКТИВНОСТЬ Гутерман В.Е.,а Ластовина Т.А.,а Беленов С.В.,а Леонтьев И.Н.,а Табачкова Н.Ю.,б Пахарев А.Ю.,а Пахомова Е.Б.а а Южный федеральный университет, 344090, Ростов-на-Дону, ул. Зорге,7.

e-mail: gut57@mail.ru, guter@sfedu.ru б Национальный исследовательский технологический университет «МИСИС», 119049, Москва, Ленинский пр., д. 4.

Замена Pt ее сплавами с некоторыми d-металлами может повышать удельную активность, а также стабильность электрокатализаторов топ ливных элементов, что особенно важно для кислородного электрода.

Цели работы: разработка методов управления составом и микрострук турой M/C, Pt/C и PtxM/C (M = Ni, Co, Cu, Ag) материалов в процессе их синтеза в жидкой фазе;

выяснение роли природы легирующего компонен та и изучение влияния размерных эффектов на характеристики приготов ленных катализаторов;

оценка коррозионной стабильности PtxM/C мате риалов и сравнение их активности в реакции электровосстановления ки слорода;

синтез и характеризация электрокатализаторов, содержащих биметаллические наночастицы (НЧ) со структурой Pt-оболочка – M-ядро.

Получены Pt/C, PtCu/C, PtAg/C, PtxNi/C и PtxCo/C (1x3) материалы, содержащие от 20 до 40% масс. металлической компоненты. Средний диа метр кристаллитов Dср 1,5 – 15 нм, в зависимости от состава и условий син теза. Электрохимически активная площадь поверхности катализаторов, из меренная методами электродесорбции H и СО – от 15 до 80 м2/г (Pt).

Исследовано, как природа компонентов и состав используемого при синтезе растворителя влияют на загрузку металлов и на Dср кристаллитов (НЧ) платиносодержащих сплавов. Изучены эффекты, связанные с влия нием Dср на параметр ячейки Pt (PtM)1 и форму 2 образующихся НЧ.

Установлены заметные отличия в микроструктуре и электрохимиче ском поведении PtAg/C катализаторов3. Изучены особенности электрохи мического и коррозионного поведения двух групп катализаторов: содер жащих начастицы сплавов и наночастицы с «core-shell» структурой.

ЛИТЕРАТУРА 1. Leontyev I.N., Guterman V.E., Pakhomova E.B., Timoshenko P.E., Guterman A.V., Zakharchenko I.N., Petin G.P., Dkhil B. Journal of Alloys and Compounds, 2010, 500, 241.

2. Leontyev I.N., Belenov S.V., Guterman V.E., Haghi-Ashtiani P., Shaganov A.P., Dkhil B. Journal of Physical Chemistry, 2011, 115 (in print).

3. Гутерман В.Е, Беленов С.В., Ластовина Т.А., Фокина Е.П., Пруцакова Н.В., Константинова Я.Б. Электрохимия, 2011, 47 (в печати).

Работа выполнена при финансовой поддержке РФФИ (проекты 08-08-00869а, 10-03-00474а) и Министерства образования и науки РФ (госконтракт № 14.740.11.0371).

18 Химические аспекты современной энергетики и альтернативные энергоносители ПРОБЛЕМЫ ВОДОРОДНОЙ ЭНЕРГЕТИКИ – ЭНЕРГЕТИКИ БУДУЩЕГО Волков С.В., Козин Л.Ф., Гончаренко С.Г.

Институт общей и неорганической химии им. В.И. Вернадского НАН Украины, пр. Палладина, 32/34, Киев-142, 03680 Украина, e-mail: office@ionc.kiev.ua;

kozin@ionc.kiev.ua Водород самый распространенный на Земле и во Вселенной эле мент. При взаимодействии газообразного водорода с кислородом на единицу массы реагентов выделяется энергии в 3,5 раза больше, чем при сгорании природного газа и нефти, запасы которых на Земле ко нечны [1]. Поэтому разрабатываются технологии получения водорода из воды. Известно 10 методов получения водорода. Интенсивно разра батываются технологии фотолиза воды с получением водорода и ки слорода, а также совершенствуются технологические процессы элек тролиза воды, здерживающим фактором которых являются высокие энергозатраты. Наиболее перспективна разрабатываемая авторами доклада концепция получения водорода с помощью энергоаккумули рующих веществ (ЭАВ), которые можно многократно окислять и вос станавливать, т.е. использовать в качестве рабочего тела при получе нии водорода высоких параметров в промышленных масштабах. ЭАВ – реагент на основе алюминия и магния и др. для получения водорода из воды легко хранить, транспортировать, в полевых условиях можно ис пользовать мобильные картриджи или аккумуляторы водорода для по лучения водорода заданных параметров. Получение водорода из воды с применением ЭАВ позволяет устранить многие факторы, сдерживаю щие развитие водородной энергетики. С помощью ЭАВ можно опера тивно получать водород в больших количествах, используя реакторы.

В докладе анализируются три типа высокореакционных сплавов на основе активированных алюминия и магния. Исследованы кинетика и механизм реакций взаимодействия ЭАВ с водой при различных темпе ратурах в реакторах с контролем давления водорода и температуры.

Определены константы скорости выделения водорода из воды и рассчи таны энергии активаций реакций взаимодействия ЭАВ с водой с выде лением водорода. Приведены функциональные схемы получения водо рода с применением ЭАВ в промышленных масштабах, а также рас сматриваются перспективы развития водородной энергетики в Мире.

ЛИТЕРАТУРА 1. Козин Л.Ф., Волков С.В. Современная энергетика и экология. Проблемы и перспективы. – Киев: Наукова думка, 2006. – 775 с.

Устные доклады ДИЗАЙН БОР-СОДЕРЖАЩИХ КЛАТРОХЕЛАТОВ КОБАЛЬТА ДЛЯ ЭФФЕКТИВНОГО ЭЛЕКТРОКАТАЛИТИЧЕСКОГО ПОЛУЧЕНИЯ МОЛЕКУЛЯРНОГО ВОДОРОДА ИЗ ИОНОВ H+ Волошин Я.З., Долганов А.В., Бубнов Ю.Н.

Институт элементоорганических соединений им. А.Н. Несмеянова РАН, 119991, Москва, ул. Вавилова, 28, e-mail: voloshin@ineos.ac.ru Молекулярный водород, полученный из неуглеводородного сырья, является перспективным топливом для экологически-устойчивых энер гетических циклов, способствующих снижению выбросов СО2. Особое внимание при этом уделяется поиску дешевых и доступных электрока тализаторов (в частности, клатрохелатов кобальта), позволяющих опти мизировать процесс восстановления ионов Н+ до молекулярного водо рода. Один из способов уменьшения перенапряжения этого процесса использует выбор заместителей в реберных -диоксиматных фрагмен тах их лигандов (Схема, 1), позволяющий предварительно оценить и изменить потенциал металл-центрированного редокс-процесса и полу чить комплексы, катализирующие процесс восстановления при потен циале, близком к 0 В для НВЭ в данной системе.

R' Cl Cl B O ON NO O H O S...

R Cl Cl R N N N O H O (R'') e N N Co2+ 2H+ S B BR H...

Au Co2+ N N N R S...

катализатор R OO H O NO O N B 1 R' Cl Cl Схема Гексахлорсодержащие клатрохелаты кобальта(II) (Схема, 2) про явили высокую активность в электрокаталитическом восстановлении ионов Н+ (HClO4) до молекулярного водорода с минимальным перена пряжением. Они могут быть иммобилизированы на поверхность элек трода используя апикальные заместители с терминальными реакцион носпособными группами. Основанный на предварительных расчетах редокс-потенциалов подход может быть использован для дизайна но вых эффективных клатрохелатных электрокатализаторов для широко го круга систем продуцирования молекулярного водорода.

ЛИТЕРАТУРА 1. Voloshin Y.Z., Varzatskii O.A., Novikov V.V., Strizhakova N.G., Vorontsov I.I., Vologzhanina A.V., Lyssenko K.A., Romanenko G.V., Fedin M.V., Ovcharenko V.I., Bubnov Y.N. Eur. J. Inorg. Chem., 2010, 5401.

20 Химические аспекты современной энергетики и альтернативные энергоносители КИНЕТИКА И МЕХАНИЗМЫ КОНВЕРСИИ И ГОРЕНИЯ БИТУМА И УГЛЕЙ В Н2О И Н2О/О2 ФЛЮИДАХ Востриков А.А., Федяева О.Н., Дубов Д.Ю., Псаров С.А., Сокол М.Я.

Институт теплофизики им. С.С. Кутателадзе СО РАН, Новосибирск 630090, просп. Академика Лаврентьева, 1, vostrikov@itp.nsc.ru Представлены результаты исследования кинетики и механизмов конверсии и горения соответственно в Н2О и Н2О/О2 флюидах тяже лых нефтяных остатков (ТНО), бурых и каменных углей при сверх критических параметрах воды (T374oC, P22.1 MPa). Конверсия ис следована без и при добавлении добавок в топливо частиц металлов, которые при окислении сверхкритической водой (СКВ) переходят в наночастицы оксидов металлов с выделением водорода1,2.

Измерены зависимости выхода продуктов (летучих и конденсиро ванных) от температуры (374-750оС), давления (22.1-35.0 MPa), расхо да реагентов и способов организации процесса. Исследованы скорости горения частиц каменного угля3 и растворенного в СКВ ТНО4 в потоке Н2О/О2 флюида. Показано, что переход к кинетическому механизму горения угля происходит уже при 500оС, а при горении ТНО реализу ются взрывные режимы окисления при каталитическом участии моле кул Н2О.

Установлено, что высокая растворимость органических веществ, включая полиароматические, в СКВ и химическое участие молекул Н2О обеспечивают высокую степень превращения низкосортных топ лив в целевые продукты нефтехимического синтеза, а при сжигании (Т750оС) твердого остатка конверсии непосредственно в теплоноси теле (воде) исключается образование сажи и оксидов SO2 и NOx, воз никновение кризиса кипения и, как следствие, обеспечивается воз можность получения высокоэнтальпийного рабочего тела электроге нерирующих устройств.

ЛИТЕРАТУРА 1. Vostrikov A.A., Fedyaeva O.N. J. Supercritical Fluids, 2010, 55, 307.

2. Vostrikov A.A., Fedyaeva O.N., Shishkin A.V. et al. J. Supercritical Fluids, 2009, 48, 161.

3. Vostrikov A.A., Dubov D.Yu., Psarov S.A. et al. Ind. Eng. Chem. Res., 2007, 46, 4710.

4. Востриков А.А., Псаров С.А., Дубов Д.Ю. и др. СКФ-ТП, 2008, 3(4) 83.

Работа выполнена при поддержке РФФИ (гранты № 09-08-00206, № 11-03 00388).

Устные доклады ПЕРСПЕКТИВЫ ЭЛЕКТРОННО-ЛУЧЕВОЙ ТЕХНОЛОГИИ В ПЕРЕРАБОТКЕ РАСТИТЕЛЬНОЙ БИОМАССЫ Ершов Б.Г.

Учреждение Российской академии наук Институт физической химии и электрохимии им. А.Н. Фрумкина РАН, 119991 Москва, Ленинский пр. Тенденции мирового развития фокусируют внимание на растительной биомассе как на важнейшем сырьевом ресурсе для химии и топливной про мышленности. В настоящем докладе обсуждаются возможности и перспек тивы радиационных технологий в решении проблем переработки биомассы.

Синергетическое действие излучения и температуры эффективно реализу ется при использовании излучения электронных ускорителей, позволяюще го в ходе облучения получать эффективный радиационный разогрев мате риала без использования дополнительных нагревательных устройств. При мощности дозы выше 1 кГр/с электронно-лучевая обработка ведет к ин тенсивному разложению целлюлозы и отгонке образующихся фрагментов с получением жидкого конденсата ( 60 вес. %), газов СО2, СО и H2 (13- вес. %) и древесного угля в остатке. Основу жидких продуктов составляют производные фуранов и ациклические соединения, рассматриваемые в чис ле наиболее перспективных компонентов альтернативных моторных топ лив. Для получения жидкого топлива пары и газы, отгоняемые из биомассы, разбавляют газообразными алканами С1-С4 и облучают.

Схема электронно-лучевой перера ботки растительной биомассы в моторное топливо. Содержание компонентов: топливо из сосны (верхний) и из березы (нижний) Фракционный состав и детонационная стойкость получаемой жидкости соответствует стандартным требованиям, предъявляемым к моторному то пливу. При ЭЛ-переработке растительное сырье целесообразно сочетать с природными битумами и полимерными отходами (что дает синергетиче ское увеличение выхода конверсии). К числу перспективных приложений ЭЛ-методов относится процесс глубокой деструкции биомассы, позволяю щий интенсифицировать последующую химическую или биохимическую переработку получаемого продукта.

22 Химические аспекты современной энергетики и альтернативные энергоносители ВОЗМОЖНОСТИ И ПЕРСПЕКТИВЫ СИНХРОТРОННОГО ИЗЛУЧЕНИЯ В ДИАГНОСТИКЕ КАТАЛИЗАТОРОВ ДЛЯ НЕФТЕХИМИИ И ЭКОЛОГИИ Зубавичус Я.В.

НИЦ «Курчатовский институт», 123182 Москва, пл. Акад. Курчатова, д. e-mail: yzubav@gmail.com Синхротронное излучение предлагает уникальные возможности получения структурной информации о сложных атомарно-разупоря доченных системах,1 таких как гетерогенные катализаторы.

В докладе представлен обзор последних работ, проводимых на станции «Структурное материаловедение»2 Курчатовского источника синхротронного излучения, посвященных исследованию катализато ров промышленно значимых процессов по проблематике нефтехимии, ресурсосбережения и экологии. Гетерогенные катализаторы могут ис следоваться комплексом комплементарных рентгеновских методов, включая спектроскопию EXAFS/XANES, порошковую дифрактомет рию и рентгеновское малоугловое рассеяние, дающих информацию о структурной организации исследуемого материала в широком диапа зоне размеров от единиц ангстремов до десятков нанометров. Станция оборудована специализированной in situ ячейкой3 для проведения рентгеновских измерений для катализаторов, находящихся в особых условиях (температура/газовая среда), в том числе приближенных к протеканию реальных каталитических процессов.

В докладе приведены примеры определения химического состоя ния и структуры активных центров катализаторов различных классов, а также структурного мониторинга формирования активных центров и их модификации на различных этапах синтеза, активации и дезактива ции в ходе каталитических реакций.

ЛИТЕРАТУРА 1. Зубавичус Я.В., Словохотов Ю.Л., Усп. хим., 70 (2001) 429.

2. Chernyshov A.A., Veligzhanin A.A., Zubavichus Y.V., Nucl. Instr. Meth. Phys.

Res. A 603 (2009), 95-98.

3. Велигжанин А.А., Зубавичус Я.В., Чернышов А.А., Тригуб А.Л., Хлебников А.С., Низовский А.И., Худорожков А.К., Бекк И.Э., Бухтияров В.И., Ж. структ.

хим. 51 (2010) S26-S32.

Работа выполнена при финансовой поддержке РФФИ (проекты 11-03-00820 и 11-03-00298).

Устные доклады РАЗРАБОТКА И ВНЕДРЕНИЕ НОВОЙ ТЕХНОЛОГИИ ПОЛУЧЕНИЯ ПЕРФТОРИРОВАННОГО ПРОТОНОПРОВОДЯЩЕГО СОПОЛИМЕРА ДЛЯ ВОДОРОДНОЙ ЭНЕРГЕТИКИ Иванчев С.С.

Санкт-Петербургский филиал Института катализа им. Г.К. Борескова Сибирского отделения Российской академии наук 197198, Санкт-Петербург, пр. Добролюбова e-mail: ivanchev@SM2270.spb.edu В последнее десятилетие существенно возросло внимание иссле дователей к перфторированным полимерным протонопроводящим мембранам типа Нафион и его аналогам (в России – МФ-4СК). Этому способствовали успешные испытания топливных элементов на основе Нафиона ведущими фирмами в субмаринах и автомобилях, а также отставание в разработке других вариантов полимерных электролитов.

Начиная с 2007 г. нами активно проводятся исследования по раз работке технологии сополимеризации тетрафторэтилена с пер фтор(3,6-диокса-4-метилокт-7-ен)сульфонилфторидом (техническое название в России ФС-141) в водно-эмульсионных условиях. В отли чие от существующей технологии фирмы Du Pont, основанной на со полимеризации в растворе фреонов до глубины превращения 20–25%, данный процесс обеспечивает значительное повышение степени кон версии, упрощение разделения компонентов и снижение стоимости продукта.

Нами исследованы условия эмульгирования ФС-141 в воде с ис пользованием специальных диспергаторов и ультразвуковой обработ ки, что позволило определить оптимальную дисперсность водно эмульсионной системы, а также распределение ее компонентов по фа зам. Установлены условия сополимеризации, при которых эквива лентная масса образующегося сополимера остается постоянной до вы соких степеней конверсии (более 85%). Показана возможность управ ления составом образующегося сополимера, улучшения кинетических характеристик процесса и получения полимерного электролита, соот ветствующего по свойствам всем стандартам при снижении затрат на производство в 3 раза.

Смонтированы и введены в эксплуатацию опытно-наработочные установки с объемом реактора 5 и 25 л, способные полностью обеспе чить потребности России в протонопроводящих электролитах типа Нафион.

24 Химические аспекты современной энергетики и альтернативные энергоносители МЕХАНИЗМ ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКОГО ОКИСЛЕНИЯ ПРОСТРАНСТВЕННО-ЗАТРУДНЕННЫХ АМИНОВ РЯДА 2,2,6,6-ТЕТРАМЕТИЛПИПЕРИДИНА Каган Е.Ш.,a Янилкин В.В.,б Морозов В.И.,б Настапова Н.В.,б Жукова И.Ю.,a Кашпаров И.И.,a Кашпарова В.П.a а Южно-российский государственный технический университет, 346428, Новочеркасск, ул Просвещения, 132, email: kagan29@mail.ru б Институт органической и физической химии им.А.Е. Арбузова КНЦ РАН, 420088, Казань,ул. Арбузова,8, Россия Реакции окисления пространственно-затрудненных аминов ряда 2,2,6,6-тетраметилпиперидина представляют большой интерес, так как они широко используются для получения нитроксильных радикалов.. В настоящей работе методами ЦВА, ЭПР и препаративного электролиза изучен механизм электрохимического окисления ПЗА. По данным ЦВА электрохимическое окисление раствора 2,2,6,6-тетраметилпиперидина в ацетонитриле, проходит необратимо (катодный пик отсутствует) с обра зованием катион-радикала, который быстро депротонируется с образова нием соответствующего аминильного радикала. Конечными продуктами дальнейших электрохимических и химических превращений катион радикала и соответствующего аминильного радикала (взаимодействие с остаточной водой) являются соответствующие соли оксоаммония и нитроксильные радикалы. Образование аминильных и нитроксильных радикалов подтверждено спектрами ЭПР.

В отличие от 2,2,6,6-тетраметилпиперидина и большинства других алифатических аминов 1-хлор-2,2,6,6-тетраметилпиперидин окисляет ся обратимо с образованием относительно устойчивого катион радикала (3), время жизни которого составляет несколько минут.

Строение катион-радикала (3) подтверждается спектрами ЭПР, полу ченными при проведении электролиза в ячейке ЭПР-спектрометра.

Возможный механизм электрохимического окисления 1-хлор-2,2,6,6 тетраметилпиперидина приведен на схеме и подтвержден данными ЦВА и ЭПР-спектроскопии.

-2e 2H2O. -4e 2 -2e 2 2 2 + -Cl2 + + + -2H N N N N N N.

CI O O OH CI (4) (2) (3) (1) Электрохимическое окисление 1-хлор-2,2,6,6-тетраметилпипери дина (1) может быть использовано для препаративного получения нитроксильного радикала (2).

Устные доклады НАНОСТРУКТУРИРОВАННЫЕ КАТАЛИЗАТОРЫ НИЗКОТЕМПЕРАТУРНОЙ ГЕНЕРАЦИИ ВОДОРОДА ИЗ ВОДЫ Касимов А.А., Исмаилов Э.Г., Керимова У.Н., Юсифов Ю.Г., Алиев Н.А.

Институт Нефтехимических Процессов Национальной Академии Наук Азербайджана, AZ 1025, г.Баку, пр.Ходжалы 30, Азербайджан e-mail: u_kerimova@yahoo.com В настоящее время 85% водорода в мире производится реформин гом природного газа. Однако паровая конверсия природного газа со провождается образованием окиси углерода, что требует дополни тельную очистку. Кроме того, доставка водорода потребителю приво дит к дополнительным расходам.

Одним из привлекательных способов получения водорода может быть каталитическое разложение воды «in situ» на месте, который не приводит к получению парниковых газов и генерируется из возобнов ляемого источника – воды.

За последний десять лет интенсифицировались работы по катали тической генерации водорода [1–4]. В ИНХП НАН Азербайджана рaзработана технология получения наноструктурированных оксидных систем на основе Fe, Ni, Al для получения водорода из воды [5]. Пока зано, что при 280–3000С образцы, содержащие частицы размером 15–20 нм, обладающие свойствами суперпарамагнетиков, проявляют высокую активность в реакции разложения воды. С использованием метода ЭМР спектроскопии «in situ» в сочетании с хроматографиче ским анализом газофазных продуктов исследовано: влияние условий реакции на состояние магнитных частиц и состав продуктов реакции;

природа активных центров и механизм реакции. Рентгенофлуорес центной микроскопией изучена глубина послойного проникновения активных элементов в зависимости от условий приготовления катали затора. Установлена зависимость активности катализаторов от по слойного содержания в них активных элементов.

ЛИТЕРАТУРА 1. Sakai K, Ozawa H. // Homogeneous catalysis of platinum (II) complexes in pho tochemical hydrogen production from water. Coordination Chemistry Review, 2007, 251, 2753.

2. United States Patent № US7, 014, 834 B2, Mar. 21, 3. United States Patent № US 7, 722, 757, May 25, 4. Naser Alenzi, Wei-Ssu Liao and et.al. International journal of hydrogen energy, 2010, 35, 11768.

5. Patent of Azerbaijan Republic AZ 2009 01179.

26 Химические аспекты современной энергетики и альтернативные энергоносители КИНЕТИКА НАКОПЛЕНИЯ МЕЖФАЗНЫХ ВЗВЕСЕЙ ПРИ ЭКСТРАКЦИИ ЛАНТАНОИДОВ В СИСТЕМАХ С Д2ЭГФК Кизим Н.Ф., Голубина Е.Н.

Новомосковский институт РХТУ им. Д.И. Менделеева 301665 Тульская область, г. Новомосковск, ул. Дружбы, д. е-mail: nphk@mail.ru Экстракция редкоземельных элементов (РЗЭ) в системах с органиче скими кислотами нередко сопровождается образованием межфазных взвесей. Структурообразование в данных системах обусловлено процес сами полимеризации и коагуляции. Образование межфазных взвесей не желательно, т.к. обуславливает снижение скорости экстракции, потерю экстрагента и извлекаемого элемента. Для подавления структурообразо вания в систему вводят алифатические спирты, однако это приводит к ус ложнению системы, дополнительным потерям экстрагента, загрязнению окружающей среды. Поэтому изучения процесса накопления РЗЭ в дина мическом межфазном слое (ДМС) является актуальной задачей.

В настоящем сообщении изложены результаты исследований ки нетики накопления РЗЭ в системах с ди-(2-этилгексил)фосфорной ки слотой (Д2ЭГФК).

Скорость накопления РЗЭ в ДМС осциллирует во времени, при этом положение экстремальных точек зависит от условия проведения процесса. В диффузионной ячейке без принудительного перемешива ния экстракционной системы скорость накопления при заданном вре мени в диапазоне 5-40 мин увеличивается при повышении исходной концентрации РЗЭ в водной фазе. Период колебаний составляет мин. При прочих равных условиях амплитуда колебаний скорости на копления уменьшается при увеличении исходной концентрации РЗЭ.

В этом же временном диапазоне скорость извлечения РЗЭ, опреде ляемая по уменьшению его концентрации в водной фазе экстремально зависит от концентрации РЗЭ. В диапазоне концентраций РЗЭ от 0, до 0,1 М максимум приходится на концентрацию РЗЭ равную 0,05 М, при этом соотношение исходных концентраций в водной фазе и Д2ЭГФК в органической примерно равно 1.

Подведение в ДМС экстракционной системы дополнительной энергии в виде механических колебаний изменяет и величину скоро сти, и вид зависимости скорости накопления от времени. Зависимость скорости накопления РЗЭ в ДМС также осциллирует, однако, ампли туда осцилляций сохраняется постоянной в течение 60 мин опыта.

Все другие зависимости также проявляют более высокую упоря доченность в однофакторных экспериментах.

Устные доклады ГЕТЕРООРГАНИЧЕСКИЕ СОЕДИНЕНИЯ ГОРЮЧИХ СЛАНЦЕВ Коваленко Е.Ю., Сагаченко Т.А., Мин Р.С.

Учреждение Российской академии наук Институт химии нефти Сибирского отделения РАН, 634021, Томск, пр. Академический, 4, e-mail: azot@ipc.tsc.ru Разведанные запасы горючих сланцев в России исчисляют десят ками миллиардов тонн1. Однако сегодня их использование в качестве сырья для энергетической и химической промышленности не находит должного применения. Одной из причин этого является недостаток информации о химической природе компонентов горючесланцевой формации и, главным образом, гетероатомных соединений2.

В данной работе методами масс- и хромато-масс-спектрометрии охарактеризованы сернистые и азотистые соединения органического вещества горючего сланца из отложений Куонамского комплекса Вос точной Сибири (Республика Саха), ресурсы которого достаточно зна чимы, но пока не востребованы.

Показано, что серо- и азоторганические компоненты куоанамского сланца представлены сложной смесью ароматических гетероцикличе ских соединений. Среди сернистых соединений присутствуют бензо-, дибензо-, нафтобензотиофены и дибензотиофеносульфоксиды. Азоти стые соединения представлены слабыми основаниями и нейтральными компонентами. В составе слабых оснований преобладают алкилгомо логи дибензохинолонов, дибензотиахинолонов, дибензохинолинкар боновых кислот. Большую часть нейтральных азотсодержащих ком понентов составляют алкилпроизводные бензокарбазола, бензотиофе нокарбазола и мононафтенопроизводные карбазолкарбоновых кислот.

Полученные данные имеют значение для создания единой базы по составу и физико-химическим свойствам горючих сланцев Восточной Сибири, как нетрадиционных источников углеводородного сырья. Ре зультаты исследования могут быть использованы при решении вопро сов, связанных с разработкой новых и совершенствованием сущест вующих технологий переработки горючих сланцев, расширением ас сортимента ценных химических продуктов.

ЛИТЕРАТУРА 1. Лапидус А.Л., Стрижакова Ю.А. Вестник Российской Академии наук, 2004, 74, 9 823.

2. Парфенова Т.М., Бахтуров С.Ф., Шабанов Ю.Я. Геология и геофизика, 2004, 45, 7 911.

Работа при финансовой поддержке Интеграционного проекта СО РАН № 36.

28 Химические аспекты современной энергетики и альтернативные энергоносители НОВЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ РАЗВИТИЯ ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКИХ НАКОПИТЕЛЕЙ ЭНЕРГИИ Колосницын В.С., Карасева Е.В., Кузьмина Е.В.

Учреждение Российской Академии Наук Институт органической химии Уфимского научного центра РАН, 450054, Уфа, проспект Октября, e-mail: kolos@anrb.ru Электрохимические аккумуляторы родились 150 лет назад ( год, Франция, Планте), и, несмотря на преклонный возраст, до сих пор играют важную роль в современной технике. Более того, их значение неуклонно возрастает. В настоящее время электрохимические аккуму ляторы используются не только в слаботочной электронике и электро технике, но и в других областях. Особый интерес вызывает примене ние электрохимических аккумуляторов на транспорте (электровелоси педы, электроскутеры, электромотоциклы и электромобили).

Основные требования к аккумуляторам – удельная энергия, дли тельность жизни и безопасность. За многолетнюю историю развития удельная энергия аккумуляторов возросла более чем в 25 раз, но до сих пор энергетические характеристики аккумуляторов не удовлетво ряют многих потребителей. Сегодня наилучшими энергетическими характеристиками обладают литий ионные аккумуляторы (ЛИА), ко торые интенсивно развиваются в течение последних 20 лет. Но литий ионные аккумуляторы достигли теоретических пределов своего разви тия. Удельная энергия лучших образцов ЛИА достигает 250 Вт·ч/кг, и трудно ожидать сколь либо существенного её увеличения в будущем.

Дальнейшее увеличение энергетики электрохимических аккумулято ров возможно лишь на основе новых электрохимических систем. Наи больший интерес вызывают системы литий-кислород (воздух) и литий сера. Эти системы обладают высокой теоретической удельной энергией (6100 Вт·ч/кг – литий-кислород и 2600 Вт·ч/кг – литий-сера), и можно по лагать, что на их основе могут быть созданы аккумуляторы с рекордными энергетическими характеристиками (350–600 Вт·ч/кг). Особенностью этих систем является сложность электрохимических, физико-химических и химических процессов, протекающих при электрохимических превра щениях кислорода и серы. Без понимания механизмов этих процессов не возможна разработка коммерчески применимых аккумуляторов.


В представленном докладе рассмотрены проблемы развития элек трохимических накопителей энергии на основе новых электрохимиче ских систем. Особое внимание уделено электрохимии серы и её про изводных в неводных электролитных системах и проблеме развития литий серных аккумуляторов.

Устные доклады ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ВОССТАНОВИТЕЛЬНЫЙ ГАЗ И ЗОЛООТХОДЫ ОТ СЖИГАНИЯ ВОДОУГОЛЬНОГО ТОПЛИВА Крашенинников О.Н., Гришин Н.Н.

Учреждение Российской академии наук Институт химии и технологии редких элементов и минерального сырья им. И.В.Тананаева Кольского научного центра РАН, 184209, Мурманская обл., г.Апатиты, ул.Ферсмана 26А, e-mail: krash@chemy.kolasc.net.ru Во всем мире интенсивно разрабатываются альтернативные ис точники энергии, в том числе водоугольное топливо (ВУТ), связанное с развитием гидротранспорта угля, запасы которого практически неис черпаемы. Себестоимость ВУТ составляет величину порядка 120 руб.

за тонну при теплотворной способности до 6000 ккал/кг. При первич ной газификации ВУТ образуются энергонасыщенная газовая смесь (СО+Н2):N23 и тонкодисперсные золоотходы. Газовую смесь плани руется использовать в качестве синтез газа, что требует дорогостоящей газоподготовки. Нами эта смесь рассматривается как восстановитель ный газ, непосредственно используемый для восстановления техноло гических концентратов, в частности для внедоменного (без какой-либо предварительной подготовки) получения железа из руд и концентратов, непригодных для доменного производства. Важной технологической особенностью этого газа является наличие в нем значительного количе ства водорода, что приводит в процессе восстановления к образованию летучих гидридов железа, с переводом их в газовую фазу и дополни тельной очистке железа за счет транспортных реакций в реакционной массе. В ИХТРЭМС КНЦ РАН из титаномагнетита получен порошок железа с содержанием Fe 97% и титаноксидный концентрат (TiO2 80%) как полупродукт для получения пигментного диоксида титана.

В ИХТРЭМС КНЦ РАН выполнены исследования золоотходов от сжигания ВУТ как микронаполнителя бетонов. Изучены две разно видности золоотходов, полученные при сжигании ВУТ на основе куз нецких каменных углей в котельных установках пос.Ена (Мурманская область) и завода стеновых блоков г.Новосибирска. Золоотходы, отно сящиеся к кислому типу, представлены преимущественно зольной ча стью: содержание частиц менее 0.315 мм более 96.5%. Золоотходы об ладают сравнительно низкой насыпной плотностью, не превышающей 500 кг/м3, и высокой удельной поверхностью: не менее 1000 м2/кг (на ПСХ-8). Результаты исследований на растровом электронном микро скопе SEM LEO-420 свидетельствуют, что золоотходам присуща «дырчатая» структура с размером пор до 3 микрон. В целом, золоот ходы охарактеризованы как высокоактивная тонкодисперсная мине ральная добавка для получения бетонов.

30 Химические аспекты современной энергетики и альтернативные энергоносители ФОТОАКТИВНОСТЬ ЦИКЛИЧЕСКИХ ТЕТРАПИРРОЛОВ:

ВЛИЯНИЕ АССОЦИАЦИИ Лобанов А.В., Комиссаров Г.Г.

Учреждение Российской академии наук Институт химической физики им. Н.Н. Семенова РАН, 119991, Москва, ул. Косыгина, 4, e-mail: avlobanov@mail.ru Определение фотоактивности металлокомплексов циклических тетрапирролов (CTP) во взаимопревращении активных форм кислоро да важно для выявления закономерностей фотопереноса электрона и энергии. Комплексы CTP с металлами с заполненными оболочками (d0- и d10-комплексы) генерируют долгоживущие триплетные состоя ния. Граничные орбитали таких CTP локализованы на лиганде. Фото активность CTP с металлами с заполненными d-оболочками зависит от их ассоциации.

Нами рассмотрены мицеллярные, липосомальные, водно-белковые системы и суспензии CТP с использованием спектрально-кинети ческого метода и квантовохимических расчетов. Интермедиаты и про дукты активации кислорода в присутствии СТР – это 1O2, HO•, O2•– и H2O2 (соотношение форм зависит от рН).1 Расчеты энергии взаимодей ствия TCP с молекулами кислорода показали, что комплексы металлов выступать в качестве эффективных фотосенсибилизаторов 1О2. Кине тика этих процессов зависит, главным образом, от типа иона металла, причем фотоактивность увеличивается для мономерных форм TCP, тогда как координация и разложение Н2О2, напротив, эффективно происходят в присутствии ассоциатов TCP.2 Для ряда димеров и три меров TCP были определены предпочтительные структуры и коорди национные связи.

Результаты работы показывают, что изолированные и ассоцииро ванные СТР принимают участие в различных превращениях активных форм кислорода. Различные типы СТР могут быть использованы в фо тотерапии или диагностике, а также в установлении механизмов фото биологических процессов, запасания и преобразования энергии.

ЛИТЕРАТУРА 1. Lobanov A.V., Rubtsova N.A., Vedeneeva Yu.A. et al. Docl. Chem., 2008, 421, 190.

2. Lobanov A.V., Nevrova O.V., Barzilovich P.Yu. et al. Oxid. Comm., 2011 (in press).

Работа выполнена при финансировании Грантом Президента РФ для госу дарственной поддержки молодых российских ученых – кандидатов наук № MK-227.2011.3, Программами Президиума РАН № 3 и № 25, Ведущей научной школой (Грант НШ-65059.2010.3).

Устные доклады АВТОЛОКАЛИЗАЦИЯ ЗОН ХИМИЧЕСКОГО ПРЕВРАЩЕНИЯ ПРИ ФИЛЬТРАЦИОННОМ ГОРЕНИИ И ЕЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ В ЭНЕРГЕТИКЕ И ХИМИЧЕСКОЙ ПЕРЕРАБОТКЕ ТОПЛИВ Манелис Г.Б., Салганский Е.А., Глазов С.В., Лемперт Д.Б.

Учреждение Российской академии наук Институт проблем химической физики РАН, Российская Федерация, 142432 Московская обл., Черноголовка, пр. Академика Семенова 1. E-mail: sea@icp.ac.ru Основными достоинствами газификации твердого топлива в сверхадиабатических режимах являются: проведение процесса при от сутствии подвода энергии извне;

высокий энергетический КПД, при ближающийся к 90%;

возможность устойчивого проведения процесса практически при любой зольности и влажности топлива;

резкое сни жение образования токсичных продуктов при сжигании продукт-газа;

отсутствие органики в зольном остатке и т.д.

В результате исследования закономерностей фильтрационного го рения в режиме противотока систем, в которых возможно протекание нескольких реакций, обнаружено явление пространственного разделе ния зон физико-химического превращения твердого топлива, анало гичное разделению концентраций различных веществ в хроматогра фии. На примере твердых органических топлив, а также металлсодер жащих смесей установлено разделение в пространстве процессов окисления, пиролиза, выделения ценных продуктов, испарения и кон денсации. Показано, что эти процессы протекают независимо, а их взаимное влияние определяется согласованием массовых потоков.

Т.о., появляется возможность в едином процессе (реакторе) эффек тивно осуществлять реакции: – для пиролизующихся топлив: сушка, пиролиз без подвода энергии извне с получением жидких углеводоро дов, получение синтез-газа из коксового остатка;

– для металлсодер жащих систем: испарение ценных продуктов (металлов) и концентра ция их в локальной зоне с возможностью извлечения;

– и т.д.

Создано промышленное оборудование для осуществления процес са. В настоящее время ведется активная работа по использованию раз работанных технологий и оборудования в энергетике (использование различного рода альтернативных, в т.ч. и биотоплив), и в получении сырья для химической технологии и цветной металлургии.

Работа выполнена при частичной поддержке РФФИ (проект № 09-03-00623a), программы № 3 Президиума РАН «Химические аспекты энергетики» и гранта Президента РФ (МК-3125.2011.3).

32 Химические аспекты современной энергетики и альтернативные энергоносители ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНЫЕ ПРОТОННЫЕ ПРОВОДНИКИ НА ОСНОВЕ ЦЕРАТА БАРИЯ: ОТКРЫТИЕ, ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ И ТЕКУЩЕЕ СОСТОЯНИЕ Медведев Д.А., Демин А.К.

Институт высокотемпературной электрохимии УрО РАН, 620990, Екатеринбург, ул. С.Ковалеской, 22/Академическая, 20.

e-mail: dimonmedv@rambler.ru Известно, что по самым оптимистическим оценкам специалистов на планете органического топлива осталось на 150–200 лет. Поэтому сегодня, как никогда, актуальны задачи создания энергосберегающих и экологически чистых технологий. Топливные элементы привлекают к себе повышенный интерес, так как такие устройства имеют ряд дос тоинств по сравнению с традиционными генераторами электрической энергии: высоким КПД процесса, экологической безопасностью и др. [1]. Твердооксидные топливные элементы (ТОТЭ), которые могут использовать в качестве первичного топлива любое органическое сы рье, работают при достаточно высоких температурах (800 oC). Такие температуры обусловлены сравнительно низкой ионной проводимо стью традиционно используемого в ТОТЭ электролита оксида цирко ния, стабилизированного иттрием (YSZ). Поиск новых материалов, обладающих более высокой ионной проводимостью, позволит снизить высокие рабочие температуры ТОТЭ до средних температур (400– 700 оС). В качестве таких электролитов в настоящее время рассматри ваются материалы на основе оксида церия [2], галлата лантана стронция [3] и церата бария (BaCeO3). Последние интересны с точки зрения феномена проводимости: наряду с кислород-ионной в них реа лизуется протонная проводимость [4]. Кроме того, теоретически пока зано, что КПД ТОТЭ на основе протонных электролитов выше, чем КПД ТОТЭ на основе чисто кислород-ионных проводников [5].


В настоящей работе освещено открытие и исследование, а также обозначено современное состояние в области протонных проводников на основе церата бария.

ЛИТЕРАТУРА 1. Коровин Н.В. Топливные элементы и электрохимические энергоустановки. – М.: Изд-во МЭИ, 2005. – 280 с.: ил.

2. Molenda J. et al. Journal of Power Sources, 2007, 173, 657.

3. Badwal S.P.S. Solid State Ionics, 2001, 143, 39.

4. Iwahara H. at al. Sold State Ionics, 1981, 3–4, 359.

5. Demin A.K. et al. Solid State Ionics, 2002, 152–153, 555.

Устные доклады ИССЛЕДОВАНИЯ ЭКОЛОГИЧЕСКИ БЕЗОПАСНЫХ, ЭНЕРГОСБЕРЕГАЮЩИХ СПОСОБОВ ПОЛУЧЕНИЕ ВОДОРОДА ХИМИЧЕСКИМ РАЗЛОЖЕНИЕМ ВОДЫ Милинчук В.К., Шилина А.С., Ананьева О.А., Куницына Т.Е.

Национальный исследовательский ядерный университет «МИФИ», Обнинский институт атомной энергетики, 249020, г. Обнинск, Калужская область, Студгородок, e-mail: milinchuk@iate.obninsk.ru В рамках поиска альтернативных экологически безопасных источ ников энергии перспективными представляются исследования процес сов получения чистого водорода химическим разложением воды с ис пользованием гетерогенных композиций, содержащих металлы, сплавы металлов и кремнийсодержащие соединения.1-3 В основе этих способов лежат реакция гидролиза солей кремниевых кислот, активация поверх ности металлов продуктами гидролиза, реакция окисления металлов во дой. Достоинством этих способов получения водорода является исполь зование вод различного минерального состава, а также сточных вод.

В зависимости от состава гетерогенной композиции процесс полу чения водорода можно проводить в эндотермическом или экзотерми ческом режиме. Скоростью получения и выходом водорода можно эффективно управлять подбором состава твердой и водной фаз компо зиции, вязкостью реакционной среды, способом смешения твердой и жидкой фаз, скоростью подвода воды в химический реактор и другими приемами. Подбор оптимальных составов композиций позволяет по лучать теоретически предельные значения выхода водорода, напри мер, композиции, содержащие порошок алюминия, генерируют ~ 1.2 л водорода на 1 г алюминия.

Процесс получения водорода протекает на воздухе, при нормаль ном давлении и комнатной температуре или при температурах не вы ше 100 оС. Рассмотренные способы получения водорода являются энергосберегающими, управляемыми и перспективными для произ водства водорода в децентрализованных условиях, например, в уда ленных и труднодоступных местностях, а также для создания авто номных генераторов водорода.

ЛИТЕРАТУРА 1. Милинчук В.К., Мерков С.М. Патент 2 314 253 РФ, 2008.

2. Милинчук В.К., Мерков С.М. Патент 2 371 382 РФ, 2009.

3. Милинчук В.К., Шилина А.С. Патент 2 402486 РФ, 2010.

Работа при финансовой поддержке государственного контракта, проект 14.740.11.0095.

34 Химические аспекты современной энергетики и альтернативные энергоносители НОВЕЙШИЕ ТИПЫ МЕЗОПОРИСТЫХ НАНОКОМПОЗИТНЫХ УГЛЕРОД-МЕТАЛЛГИДРИДНЫХ МАТЕРИАЛОВ ДЛЯ ХРАНЕНИЯ И ОБРАТИМОГО ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ВОДОРОДА Митькин В.Н., Галицкий А.А.

Институт неорганической химии им. А.В. Николаева СО РАН, 630090, Новосибирск, пр. Ак. Лаврентьева, 3;

e-mail mit@niic.nsc.ru В соответствии с официальными требованиями Роснауки и Европей ской Комиссии по энергетике, перспективные материалы для хранения во дорода должны быть недорогими, экологически безопасными и содержать не менее 5 %мас. Н, а по требованиям Министерства энергетики США – не менее 6.5 %мас. Н. Циклы «сорбция – десорбция» в таких материалах долж ны протекать при 100-350 oC и p 200 атм и быть обращаемыми по H2.

Разработаны и изучены новые мезопористые углеродные матрицы и гибридные нанокомпозиты МУМ-ГФ в системе «углерод – гидрид метал ла» для хранения и обратимого использования H. Для создания новых ти пов химически устойчивых углеродных матриц малой насыпной плотно сти и увеличенным до 60-90 % объемом свободных пор наиболее подхо дят новые мезопористые нанокомпозитные материалы типа НУМС, терморасширенные графиты высокой чистоты (ТРГ), полученные из фто роксида графита ФОГ-Э, а также другие высокопористые углеродные матрицы, например, новый материал «Таунит», которые перспективны для хранения в них гидридов легких металлов (LiAlH4, MgH2, NaAlH4, и т.д.).

Термоаналитические и масс-спектрометрические исследования тер молиза МУМ-ГФ показали, что их разложение протекает по сложному многостадийному механизму. При 140-400 оС обратимая потеря Н2 для лучшего из образцов МУМ-ГФ достигает 5.7 % от его исходной массы, а при 150–300 оС количество выделяемого на первом цикле Н2 достигает 8 11 %, что открывает возможность нахождения подходящих р,Т – условий, при которых можно использовать МУМ-ГФ для обратимого хранения Н.

Исследования МУМ-ГФ на основе LiAlH4, MgH2 и NaAlH4 с использова нием специальной термобаростанции ТБС-200-М показали возможность соз дания новых нанокомпозитов для хранения H, содержащих 5.1–5.7 % обра тимо выделяемого H в 10–12 полных циклах термобароциклирования.

Новейшие материалы МУМ-ГФ, а также устройства для термоцикли рования водорода, могут стать важной научно-технической основой и сильным импульсом для создания индустрии новых наноматериалов во дородной энергетики и устройств для их использования (в виде водород ных генераторов и автономных энергоустановок с удельной энергией 1000–1100 Дж/г в широком спектре средств гражданской и специальной техники.

НИР были выполнены в рамках Госконтракта 02.513.11.3212.

Устные доклады ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКОЕ ВОССТАНОВЛЕНИЕ ПЛАТИНЫ (IV) С ОБРАЗОВАНИЕМ НАНОРАЗМЕРНЫХ ПОРОШКОВ Мырзабеков Б.Э., Иванов Н.С., Баешов А.Б.

АО «Институт органического катализа и электрохимии им. Д.В. Сокольского», 050010, г. Алматы, Республика Казахстан, Е-mail: myrzabekbegzat@mail. ru В настоящее время среди существующих различных методов по пе реработке металлов особое место занимает порошковая металлургия.

Продукция указанной технологии позволяет изготавливать детали раз личной сложности. Кроме того, коэффициент использования таких про дуктов приблизительно равен 100 %. Ультрадисперсные порошки пла тиновых металлов широко применяются в качестве катализаторов.

В связи с этим, целью нашей работы явилось электрохимическое восстановление ионов платины (ІV) в сернокислой среде в присутст вии электрокаталитической системы Ti(ІV)/Ti(ІІІ) под действием по стоянного и импульсного токов, а также расмотрение возможности образования наноразмерных порошков платины.

С целью повышения выхода по току (ВТ), образования порошка платины, была использована окислительно-восстановительная катали тическая система титан (IV)/(III). В присутствии ионов титана (IV) при электрохимическом восстановлении ионов металла при плотностях тока выше предельной, на катоде часть тока, которая расходовалась на вос становление ионов водорода, будет расходоваться на восстановление титана (IV) до титана (III), который в прикатодном пространстве рас твора химически восстанавливает платину (IV) до элементного состоя ния. Титан (IV) опять восстанавливается на катоде с образованием тита на (III). Образующаяся элементная платина формируется в виде нано размерных порошков.

В таблице 1 приведены оптимальные параметры электролиза формиро вания порошка платины при поляризации постоянным и импульсным токами. Средний размер частиц порошков полученных при поляриза ции постоянным током составляет 1-3нм.

Таблица 1. Влияние разных параметров электролиза на катодный выход по току образования порашка платины Параметры i, А/м2 C Ti(IV), г/л C H2 SO4, г/л t, C Вид пол-я ВТ DC, % 33 28 23 ВТ IC, % 45 46,5 45 Выражаю благодарность Мырзабекову Сагынышу Есенгалиевичу за спонсорскую помощь.

36 Химические аспекты современной энергетики и альтернативные энергоносители ХЛОРОФИЛЛ И ЕГО АНАЛОГИ В МОДЕЛИРОВАНИИ ФОТОБИЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ Неврова О.В., Лобанов А.В., Комиссаров Г.Г.

Учреждение Российской академии наук Институт химической физики им. Н.Н.Семенова РАН, 119991, Москва, Косыгина 4, e-mail: neova@mail.ru Моделирование фотобиологических процессов тесно связано с де тальным изучением их химизма и организации на молекулярном уров не.1-2 Так, в свете вопроса об использовании в качестве источника ки слорода, выделяющегося при фотосинтезе, пероксида водорода, а не воды,3 особое внимание было уделено подтверждению активной роли Н2О2 и его правомерного включения при моделировании и изучении механизма организации фотосинтеза in vivo. Исследована темновая и фотокаталитическая активность хлоро филла (Хл) и металлокомплексов тетрафенилпорфирина (МТФП, М = Cu, Cr) и фталоцианина (МФц, М = Al, Zn), нанесенных на силикагель, в распаде Н2О2. Показано влияние на кинетические параметры процесса величины заполнения молекулами поверхности зерен силикагеля, ос вещения, добавления Н2О2. В системах Н2О2/Хл/акцептор рассмотрено фотовосстановление витамина К3, НАДФ, красителя метилового крас ного, НСО3– и Н2РО4–. Флуоресцентными, спектральными и масс спектрометрическими методами получены данные о комплексообра зовании некоторых из акцепторов и Хл в растворах и на силикагеле, свидетельства переноса е– в паре Хл-акцептор, определены кинетиче ские закономерности восстановления акцепторов. Изучены комплексы Хл и AlФц с биосовместимыми, водорастворимыми полимерами, по ли-N-винилпирролидоном (ПВП) и полиэтиленгликолем (ПЭГ), в ши роком ряду концентраций. Определены константы связывания пиг ментов (Кс) с ПВП и ПЭГ, влияние ПВП, ПЭГ и Н2О2 на спектральные характеристики порфиринов.

ЛИТЕРАТУРА 1. Неврова О.В., Лобанов А.В., Комиссаров Г.Г. ХХII Симпозиум «Современ ная химическая физика», 2010, Туапсе, 220.

2. Nevrova O.V., Lobanov A.V., Komissarov G.G. Macrogeterocycles, 2009, 2 (3), 264.

3. Комиссаров Г.Г. Фотосинтез: физико-химический подход. – М.: YRSS, 2003. – 224 с.

4. Лобанов А.В., Сафина Ю.А., Неврова О.В., Комиссаров Г.Г. Проблемы за рождения и эволюции биосферы / Под ред. Э.М. Галимова. – М.: Книжный дом «Либроком», 2008, 195.

Работа выполнена при поддержке МНТЦ (проект 3910), программами Прези диума РАН № 3 и № 25, Грантом Президента РФ МК-227.2011.3 и Ведущей науч ной школой (грант НШ-65059.2010.3).

Устные доклады ВОЗМОЖНЫЕ ПУТИ ИНТЕНСИФИКАЦИИ И СНИЖЕНИЯ ЭНЕРГОЕМКОСТИ ПРОЦЕССОВ ФРАКЦИОННОЙ КРИСТАЛЛИЗАЦИИ Носов Г.А., Мясоеденков В.М., Попов Д.А., Казеева Н.И., Хайбулина Е.М.

Московская государственная академия тонкой химической технологии им. М.В. Ломоносова, 119571, проспект Вернадского, 86, e-mail: nosovga@mail.ru Фракционная кристаллизация довольно широко используется для разделения и очистки веществ от примесей. Данный процесс отлича ется большим разнообразием методов и способов его осуществления.

В рамках данной работы были проведены теоретические и экспе риментальные исследования, направленные на интенсификацию и снижение энергоемкости ряда способов фракционной кристаллизации.

Так, было исследовано выделение веществ из растворов методом кон тактной кристаллизации с использованием предварительно охлажден ных растворителей, что позволяет существенно снизить продолжи тельность разделения. Были также проведены исследования процесса очистки веществ от примесей путем их перекристаллизации с приме нением бинарных растворителей. Такой процесс позволяет увеличить выход целевых продуктов. Повысить эффективность разделения мож но также путем сочетания процессов фракционной кристаллизации и фракционного плавления.

Существенно снизить энергетические затраты на проведение про цессов фракционной кристаллизации можно при использовании раз личных тепловых насосов для изменения температурных потенциалов потоков разделяемых смесей и организации рекуперативного тепло обмена между ними. Учитывая это, нами было проведены исследова ния процессов массовой, контактной и противоточной кристаллиза ции, а также процесса фракционного плавления с использованием па рокомпрессионных и абсорбционных насосов. При этом установлено влияние различных параметров на энергетическую эффективность рассматриваемых процессов. Были также исследованы различные ва рианты процесса перекристаллизации с применением парокомпресси онных тепловых насосов с открытым и замкнутым контуром циркуля ции рабочих тел.

Работа при финансовой поддержке РФФИ, проект 10-03-00861.

38 Химические аспекты современной энергетики и альтернативные энергоносители ПЕРСПЕКТИВЫ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ СO2 В КАТАЛИТИЧЕСКОМ СИНТЕЗЕ С ЦЕЛЬЮ РЕШЕНИЯ ЭКОЛОГИЧЕСКИХ ПРОБЛЕМ Нуриев Ш.А, Керимова У.Н., Мамедов А.Х.

Институт Нефтехимических Процессов Национальной Академии Наук Азербайджана, AZ 1025, г.Баку, пр.Ходжалы 30, Азербайджан e-mail: shovginuriyev@yahoo.com Развитие научно-технического прогресса, разработка новых заво дов, постепенное увеличение спроса на нефтепродукты приводит к глобализации экологических проблем.

В результате различных химических процессов, при сгорании и разложении ежегодно в атмосферу выбрасывается миллиарды тон СО2. Осуществление новейших процессов, идущих в присутствии СО и их научное исследование новый научный шаг в решении глобальной проблемы.

Учитывая все это, в ИНХП НАН Азербайджана проводятся ряд научно-исследовательских работ. Научно-исследовательские работы, связанные с получением ценных мономеров СО+Н2 и олефинов в ре зультате взаимодействия насыщенных углеводородов СН4, С2Н6 и С3Н8 с СO2 дали положительный результат.

Было выяснено, что СО2 активизируется и вступает в реакцию с насыщенными углеводородами в присутствии различных катализато ров. Определили, что оксид Мn является наилучшим катализатором при использовании метана в химических процессах, запасы которого в большом количестве. Получение этого катализатора не требует допол нительных экологических и энергетических затрат.

Применяемые при конверсии метана Ni- и Мn- содержащие ката лизаторы были проверены и для конверсии этана при температуре 700 8500С. Было выяснено, что в присутствии Ni-содержащих катализаторов образуется кокс. Продуктами реакции являются только СО, Н2 и Н2О.

В процессе конверсии этана и пропана с СО2 под действием ката лизатора этан и пропан подвергается разложению с образованием эти лена, пропилена и СО+Н2. Изучено, что процесс катализа протекает на окисленной и восстановленной поверхности катализатора. На окис ленной поверхности протекает селективное превращение пропана в пропилен, а на восстановленной поверхности образуется углеводород ная фракция, которая в присутствии СО2 превращается в СО.

Изучен механизм протекания процессов конверсии метана, этана и пропана диоксидом углерода с одновременным исследованием фазо вых и структурных превращений в катализаторе в условиях «in situ».

Устные доклады ПЕРСПЕКТИВЫ ПРИМЕНЕНИЯ ТВЕРДЫХ ЭЛЕКТРОЛИТОВ НА ОСНОВЕ СеО2 В СРЕДНЕТЕМПЕРАТУРНЫХ ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКИХ УСТРОЙСТВАХ Пикалова Е. Ю.,а Демин А.К.,а Бамбуров В.Г.б а Институт высокотемпературной электрохимии УрО РАН, 620990, Екатеринбург, ул. С. Ковалевской 22 / Академическая 20, e-mail: e.pikalova@rambler.ru б Институт химии твердого тела УрО РАН, 620990, Екатеринбург, ул.Первомайская В настоящее время в качестве основы твердооксидных электрохи мических устройств (ЭХУ) используется твердый электролит на осно ве диоксида циркония, стабилизированного иттрием. Рабочая темпера тура таких устройств составляет 1173–1273 K, что приводит к быстрой деградации компонентов электрохимической ячейки. Снижение рабо чей температуры до 873–1023 K значительно увеличивает срок служ бы ЭХУ, позволяет использовать дешевые материалы электродов и токопроходов, что способствует снижению себестоимости и коммер циализации таких устройств. Перспективными кислород-ионными электролитами для среднетемпературных ЭХУ являются твердые рас творы на основе СеО2, допированные РЗЭ. Основной их недостаток – недостаточно широкая электролитическая область и низкая механиче ская прочность. Поиск новых материалов на основе СеО2 с улучшен ными электрическими характеристиками и устойчивостью в восстано вительной атмосфере имеет большое практическое значение для раз вития электрохимической энергетики.

Целью настоящей работы являлось получение и исследование многокомпонентных материалов на основе СеО2, обладающих высо кими электрическими характеристиками и устойчивостью в атмосфе рах с низкой активностью кислорода, установление взаимосвязи их структурных и транспортных свойств. Проведено сравнительное ис следование влияния методов синтеза (испарения лазером твердофаз ной мишени и сжигания нитратов) на микроструктуру, кинетику спе кания и электрические свойства электролитов. Рассмотрены приклад ные аспектов применения твердых электролитов Сe0.78Sm0.22O2- и Сe0.8(Sm0.75Sr0.20Ba0.05)0.2O2-: сравнительное исследование рабочих ха рактеристик единичного топливного элемента на их основе;

определе ние минимальных температур установления равновесного потенциала электродов со структурой перовскита в потенциометрической ячейке c твердым электролитом 0,98Ce0.8(Sm0.75Sr0.20Ba0.05)0.2O2-+0,02TiO2.

Работа выполнена при поддержке РФФИ, проект № 09-03-00181.

40 Химические аспекты современной энергетики и альтернативные энергоносители ГАЗОФАЗНЫЙ ЭЛЕКТРОННО-ЛУЧЕВОЙ СИНТЕЗ ТОПЛИВА Пономарев А.В.

Институт физической химии и электрохимии им. А.Н. Фрумкина Российской Академии Наук, 119991, Москва, Ленинский проспект e-mail: ponomarev@ipc.rssi.ru Вопросы газохимии легких алканов С1-С5 играют важную роль в развитии отечественной топливной энергетики и промышленного ор ганического синтеза, влияя на общеэкономические перспективы раз вития страны. Значимый потенциал совершенствования газохимии со средоточен в области радиационно-химических технологий. В послед ние годы арсенал прикладных радиационно-химических разработок пополнился методом безотходной электронно-лучевой конверсии при родного и попутного нефтяного газов в жидкое моторное топливо. Этот подход к GTL-конверсии представляет альтернативу известному методу Фишера-Тропша.

Циркуляционная электронно-лучевая конверсия газообразных ал канов C1-C5 состоит в образовании и извлечении жидких продуктов с высокой степенью разветвленности углеродного скелета. Соотноше нием изомеров в жидкости можно управлять, изменяя условия облуче ния и состав исходного газа. Например, рост мощности дозы излуче ния повышает долю легких компонентов в жидком продукте, а также среднюю степень разветвленности жидких изомеров. С другой сторо ны, увеличение расхода газа в зоне облучения облегчает укрупнение алкильных радикалов и, как следствие, увеличение молярной массы жидкого продукта. Метод характеризуется умеренными давлениями и температурами переработки газа, а также высокой коммерческой цен ностью конечных продуктов. Синтез может быть оптимизирован для получения малоизученных разветвленных алканов, нетипичных для природных смесей углеводородов.

Созданы модификации метода,2 нацеленные на получение альтер нативных типов жидкого моторного топлива и использующие различ ное вспомогательное сырьё – возобновляемые растительные материа лы, синтез-газ, крекинг-газ, тяжелые нефтяные фракции и природные битумы.

ЛИТЕРАТУРА 1. Ponomarev A.V. Radiat. Phys. Chem. 2009, 78, 48.

2. Пономарев А.В., Цивадзе А.Ю. Доклады РАН. 2009, 424, 57.

Работа при финансовой поддержке по Программе №3 Президиума РАН.

Устные доклады КАТОДНОЕ ВНЕДРЕНИЕ – МЕТОД НАНОСТРУКТУРИРОВАНИЯ Попова С.С., Лысенко Н.О., Щербинина О.Н.



Pages:   || 2 | 3 | 4 | 5 |   ...   | 16 |
 





 
© 2013 www.libed.ru - «Бесплатная библиотека научно-практических конференций»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.