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:     | 1 | 2 || 4 | 5 |   ...   | 16 |

«XIX МЕНДЕЛЕЕВСКИЙ СЪЕЗД ПО ОБЩЕЙ И ПРИКЛАДНОЙ ХИМИИ Волгоград, 25–30 сентября 2011 г. ТЕЗИСЫ ДОКЛАДОВ В четырех томах ...»

-- [ Страница 3 ] --

Экспериментально установлено, что наибольшая скорость гидро лиза АВ наблюдается при использовании Pt и Pt-Ru катализаторов уже при комнатной температуре. Для достижения эффективных скоростей гидролиза амминборана с другими катализаторами требуется темпера туры выше комнатной, при этом оксид кобальта необходимо предва рительно активировать, в то время как Ni-Cu/SiO2 работает с более вы сокими скоростями в не активированной форме. На основе результа тов экспериментов определен порядок реакции гидролиза для каждого катализатора, рассчитаны константы скорости и кажущиеся энергии активации.

В целом полученные данные показывают, что все исследуемые катализаторы, в том числе и оксид кобальта, весьма эффективны в процессе получения водорода из АВ.

Стендовые доклады Pt-Cu/С МАТЕРИАЛЫ С РАЗЛИЧНЫМ РАСПРЕДЕЛЕНИЕМ МЕТАЛЛОВ В НАНОЧАСТИЦАХ КАК КАТАЛИЗАТОРЫ ЭЛЕКТРОВОССТАНОВЛЕНИЯ КИСЛОРОДА Ластовина Т.А., Гутерман В.Е., Евстигнеева М.А.

Южный Федеральный Университет, 344006, Ростов-на-Дону, Большая Садовая, 105/42;

e-mail: local_girasol@mail.ru Эффективность работы низкотемпературных водородно-кислород ных топливных элементов во многом определяется скоростью элек тровосстановления кислорода. Для ускорения реакции в качестве ак тивной основы каталитического слоя используют наночастицы Pt или ее сплавы, осажденные на углеродный носитель. Распределение Pt и легирующего компонента в биметаллических наночастицах может ока зывать существенное влияние на их электрокаталитические свойства.

Целью данной работы было получение Pt-Cu/C катализаторов с различным распределением металлов в наночастицах и исследование полученных материалов в реакции восстановления кислорода (РВК).

Наночастицы с равномерным распределением металлов были полу чены одновременным восстановлением металлов из растворов прекур соров в водно-органическом растворителе;

Cux@Pt/C – последователь ным восстановлением металлов. Было исследовано влияние состава двухкомпонентного растворителя на микроструктуру, состав, электро каталитическую активность и стабильность Pt-Cu/C катализаторов.

Размер наночастиц определяли методами рентгенографического анализа и просвечивающей электронной микроскопии;

истинную площадь поверхности металла – электрохимической десорбцией СО;

электрохимическое поведение катализаторов изучали методом цикли ческой вольтамперометрии на вращающемся дисковом электроде.

Массовая доля металлов в полученных образцах составила от до 32%. Твердые растворы Pt-Cu характеризовались меньшим разме ром частиц (3 нм) по сравнению со структурами «оболочка-ядро»

(~4,6 нм), но обладали меньшей устойчивостью к коррозии. Лучшие катализаторы, характеризуемые площадью активной поверхности 45 48 м2/г (Pt), показали высокие удельные характеристики в РВК.

Работа выполнена при поддержке Российского Фонда Фундаментальных Ис следований (гранты 10-03-00474а и 11-08-00499-а), Министерства Образования и Науки РФ (ГК № 14.740.11.0371) и Международного Благотворительного научно го фонда им. академика К.И. Замараева.

80 Химические аспекты современной энергетики и альтернативные энергоносители ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ЭЛЕКТРОДНЫХ МАТЕРИАЛОВ ДЛЯ ТОТЭ НА ОСНОВЕ Pr2CuO Лысков Н.В.,а Калужских М.С.,б Леонова Л.С.,а Мазо Г.Н.б а Институт проблем химической физики Российской академии наук 142432, Московская обл., г. Черноголовка, пр-т Академика Семенова, д. б Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова 119992, ГСП-2, г. Москва, Ленинские горы, e-mail: lyskov@icp.ac.ru Твердооксидные топливные элементы (ТОТЭ) рассматриваются как один из наиболее перспективных электрохимических генераторов энер гии. Это обусловлено высокой эффективностью преобразования химиче ской энергии топлива в электрическую, возможностью использования разнообразных первичных видов топлива, бесшумностью работы, а также малыми вредными выбросами в атмосферу. Основные усилия разработ чиков ТОТЭ направлены на уменьшение рабочих температур ниже 800оС, что позволит решить ряд проблем. Однако уменьшение рабочих температур снижает проводимость твердого электролита и скорость вос становления кислорода на катоде, что существенно уменьшает произво дительность топливной ячейки. Если первую проблему можно решить за счет уменьшения толщины твердого электролита, то решение второй свя зано с поиском эффективных катодных материалов, характеризующихся повышенной каталитической активностью по сравнению с широко ис пользуемым перовскитным оксидом La1-xSrxMnO3- (LSM), каталитиче ская активность которого при промежуточных температурах (600-800оС) не достаточно высока. Поэтому значительные усилия исследователей в последние 20 лет направлены на поиск соединений, обладающих улуч шенными рабочими характеристиками по сравнению с LSM. Целью на стоящей работы являлось исследование электрокаталитического поведе ния пористого электрода на основе Pr2CuO4.

Pr2CuO4 (PCO) был синтезирован твердофазным методом. Иссле дование электрохимического поведения PCO, нанесенного на Ce0.9Gd0.1O2- (CGO) методом трафаретной печати, проводили на сим метричной ячейке PCO/CGO/PCO. Анализ микроструктуры и фазового состава границы электрод/электролит показал, что взаимодействия ис следуемых материалов при выдержке при температурах до 900оС не наблюдается. Электрохимические измерения осуществляли методом импедансной спектроскопии по двухэлектродной схеме подключения с использованием импедансметра Z-500P (ООО «Элинс», Россия) в диапазоне частот от 0.01 до 5105 Гц с амплитудой сигнала 10 мВ в интервале температур 500–900oC и парциальных давлений кислорода 10-4-1 атм. Полученные величины поляризационного сопротивления Стендовые доклады (R) электрода PCO при температурах 700–800oC на воздухе умень шаются от 1.7 ·см2 до 0.37 ·см2. Сравнение величин R с последни ми литературными данными для LSM показывает, что они сопостави мы с данными для композитного электрода LSM/GDC1.

ЛИТЕРАТУРА 1. Jiang S., Wang W. J. Electrochem. Soc., 2005, 152, A1398.

Работа выполнена при частичной поддержке ФЦП «Научные и научно педагогические кадры инновационной России» на 2009-2013 годы (грант № 14.740.11.0033) и РФФИ (грант № 11-08-01159-а).

82 Химические аспекты современной энергетики и альтернативные энергоносители ОСОБЕННОСТИ НУКЛЕАЦИИ ПРИ ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКОМ ФОРМИРОВАНИИ МУЛЬТИСЛОЙНЫХ ПОКРЫТИЙ Cu/(Ni-Cu) Майзелис А.А., Байрачный Б.И., Трубникова Л.В.

Национальный технический университет «Харьковский политехнический институт», 61002, Харьков, ул. Фрунзе, 21, e-mail: t-may@ukr.net Мультислойные покрытия тонкими чередующимися слоями метал лов и сплавов толщиной 5-100 нм обладают улучшенными коррозион ными, механическими и другими характеристиками. Электрохимиче ский способ формирования позволяет обеспечивать заданные функцио нальные свойства изменением состава и архитектуры такого покрытия.

При электроосаждении чередующихся слоев металлов реализуются ус ловия выделения каждого из металлов на чужеродной подложке. По этому начальная стадия кристаллизации металлов приобретает в этом случае еще большее значение, чем при осаждении толстых слоев.

Тонкие слои меди, никеля и их сплавов наносили из электролитов, содержащих ионы аммония и пирофосфата. Медь и никель из таких растворов, как при раздельном, так и при совместном присутствии, выделяются в условиях наложения на разряд затруднений диффузии и предшествующей химической стадии.

Транзиенты тока, полученные включением потенциала выделения одного металла на слое другого металла из растворов, содержащих ионы только первого металла, включают пик совместной 2D и 3D нук леации и более растянутую область вторичной 3D нуклеации.1 В без размерных координатах наблюдается соответствие эксперименталь ных данных теоретической модели для прогрессирующей нуклеации с некоторым отклонением, связанным, по-видимому, с отличием формы кристаллов от полусферы, принятой в теоретической модели.2- Формирование мультислойного покрытия происходит в условиях осаждения каждого слоя на поверхность, состоящую, преимуществен но, из 3D кристаллов, что провоцирует формирование 3D зародышей также и новой фазы, подавляя ее 2D нуклеацию.

Таким образом, хроноамперограммы формирования мультислойного Cu/(Ni-Cu) покрытия из моно-ванны свидетельствуют о существенном изменении механизма нуклеации при периодической смене подложки.

ЛИТЕРАТУРА 1. Abyanah M.Y., Hendriks J., Visscher W., Barendrecht E. Journal of The Electro chemical Society, 1982, 129, 2654.

2. Scharifker B., Hills G. Electrochemica Acta, 1983, 28, 879.

3. Hyde M.E., Compton R.G. Journal of Electroanalytical Chemistry, 2003, 549, 1.

Стендовые доклады ИЗУЧЕНИЕ ЗАКОНОМЕРНОСТЕЙ АКТИВНОГО РАСТВОРЕНИЯ ЖЕЛЕЗА В СУЛЬФАТНЫХ ЭЛЕКТРОЛИТАХ МЕТОДОМ ИМПЕДАНСНОЙ СПЕКТРОСКОПИИ Малеева М.А., Маршаков А.И., Рыбкина А.А.

Учреждение Российской Академии наук Институт физической химии и электрохимии им. А. Н. Фрумкина РАН, 119991 Москва, Ленинский проспект 31, корп. 4, e-mail: marina.maleeva@gmail.com Изучение причин коррозионного поражения газовых и нефтяных трубопроводов является актуальной проблемой. Разрушение стальных конструкций происходит в солевых растворах различной кислотности при потенциалах активного растворения железа. Данный процесс яв ляется электрохимическим и существенную информацию о его кине тике можно получить с помощью метода импедансной спектроскопии, который позволяет изучить поведение интермедиатов на поверхности металла.

В работе получены спектры импеданса железного электрода в сульфатном (рН 1.3 и 5.5) и сульфатно-цитратном (рН 5.5) электроли тах. Спектры импеданса, наблюдаемые в сульфатном растворе, имеют индуктивный характер в низкочастотной области, причем число пе тель зависит от потенциала. В сульфатно-цитратном электролите при малых перенапряжениях на годографе вместо низкочастотной индук тивной петли наблюдается емкостная, а в случае высоких перенапря жений – три емкостных полуокружности. На основании полученных спектров предложены электрические эквивалентные схемы, модели рующие импеданс железного электрода, и определены численные зна чения их элементов.

На основании схемы активного растворения железа в кислотах1,2 и с помощью метода направленных графов получена передаточная функция анодного процесса с тремя типами интермедиатов. Найдено соответствие между ее параметрами и элементами электрической эк вивалентной схемы. В результате рассчитаны кинетические параметры процесса. С учетом значений констант скоростей элементарных ста дий во всех изученных электролитах была предложена модель актив ного растворения железа.

ЛИТЕРАТУРА 1. Keddam M., Mattos O.R., Takenouti H. J. Electrochem. Soc., 1981, 128, 257.

2. Keddam M., Mattos O.R., Takenouti H. J. Electrochem. Soc., 1981, 128, 266.

Работа выполнена при финансовой поддержке РФФИ, проект 03-03-32839.

84 Химические аспекты современной энергетики и альтернативные энергоносители БИОТОПЛИВА С ТОЧКИ ЗРЕНИЯ ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ И ПРОДОВОЛЬСТВЕННОЙ БЕЗОПАСНОСТИ Мамедова Т.А.

Институт нефтехимических процессов им. Ю.Г. Мамедалиева НАН Азербайджан, г. Баку, AZ 1025. пр-т Ходжалы, e-mail: mamedova.tarana@rambler.ru В последнее время в средствах массовой информации, на различ ных международных конгрессах, конференциях и форумах активно дискутируются вопросы перспективы развития биоэнергетики, о ее преимуществах и недостатках, влиянии на климат и окружающую среду. Все чаще она рассматривается в свете проблем экологической и продовольственной безопасности, а также развития мировой экономи ки в целом.

Конечно же, особый интерес в отраслях биоэкономики представ ляет именно топливный сектор, как наиболее развивающийся и наибо лее потребляемый, ведь до 80% всех вредных выбросов в атмосферу больших городов составляют именно автомобильные выбросы, и только использование биотоплив на сегодняшний день позволяет су щественно снизить эти показатели. Потому вопрос о широком мас штабном получение и потребление биотоплив оказался в центре вни мания как ученых, так и политиков, так или иначе связывающих по вышение цен на продовольственные продукты с бурным развитием биотопливной индустрии, особенно в годы мирового экономического кризиса.

В докладе рассмотрено современное состояние проблемы широ комасштабного потребления биотоплив с учетом как экологической, так и продовольственной безопасности, приведен ценовой анализ на основные зерновые и масличные культуры основных стран производителей этих культур, а также очерчены контуры дальнейшего экономического и энергетического развития, базирующееся на созда нии крупных и средних агропромышленных кластеров.

ЛИТЕРАТУРА 1. Рустамов М.И., Аббасов В.М., Мамедова Т.А., Пириев Н.Н. Экологические проблемы Земли и альтернативные источники энергии. Баку. Элм. 2008. 717 с.

2. Аблаев А.В. /Материалы 4-го международного конгресса «Топливный био этанол-2009», Москва, 15апреля 2009 г.

3. Федоренко В.Ф., Буклагин Д.С., Мишуров Н.П.,.Тихонравов В.С. Развитие биоэнергетики, экологическая и продовольственная безопасность. Москва. 2009.

144 с.

Стендовые доклады ВЛИЯНИЕ Tm2S3 НА ЭЛЕКТРОЛИТИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ТЭЛ НА ОСНОВЕ BaSM2S Михайличенко Т.В., Калинина Л.А., Ушакова Ю.Н., Широкова Г.И.

ГОУ ВПО «Вятский государственный университет», 610000, Киров, Московская 36, e-mail: lab230@rambler.ru Тройной сульфид BaSm2S4 является представителем класса соеди нений MeLn2S4 с предположительно вакансионным механизмом дефек тообразования и сульфидионным переносом.1 В настоящей работе с це лью расширения ассортимента сульфидпроводящих ТЭЛ были исследо ваны возможность получения сложных сульфидных фаз в системе BaSm2S4-Tm2S3 вблизи BaSm2S4 и влияние допирующей добавки – Tm2S3 – на электролитические свойства базисного тернарного сульфида.

Синтез образцов проводили керамическим методом в потоке Ar+CS2. Контроль за полнотой сульфидизации осуществляли с помо щью электронного микрозондового анализа и РФА. Исследование по верхности образцов проводили методом электронной микроскопии.

Общую электропроводность всех синтезированных образцов измеряли двухэлектродным методом в интервале температур 500–700 К на час тоте 100 кГц. Электронные и средние ионные числа переноса измеря ли при помощи метода ЭДС и поляризационного метода Хебба– Вагнера.

Введение в BaSm2S4 до 14 мол.% Tm2S3 приводит к непрерывному изменению параметров элементарной ячейки, что подтверждает суще ствование твердых растворов сульфида тулия на основе тиосамарата бария. Изучение электролитических свойств (, ti, t e ) позволило оха рактеризовать фазы на основе BaSm2S4, допированного Tm2S3, как твердые электролиты с достаточно высокой ионной проводимостью и небольшой составляющей электронной проводимости. При допирова нии базисного соединения небольшими количествами добавки общая электропроводность уменьшается из-за уменьшения вклада электрон ной проводимости. Дальнейшее увеличение содержания допанта до мол. % Tm2S3 приводит к увеличению электропроводности за счет увеличения вклада ионной проводимости.

ЛИТЕРАТУРА 1.Ушакова Ю.Н., Калинина Л.А., Юрлов И.С., Байдерина Т.В., Мурин И.В. // Электрохимия, 2009, 45, 722.

Работа выполнена при финансовой поддержке ФЦП «Научные и научно педагогические кадры инновационной России», ГК № П 982.

86 Химические аспекты современной энергетики и альтернативные энергоносители ИОННАЯ ПРОВОДИМОСТЬ ТВЕРДЫХ ПОЛИМЕРНЫХ ЭЛЕКТРОЛИТОВ НА ОСНОВЕ ПОЛИАКРИЛОНИТРИЛА И СОЛЕЙ ЩЕЛОЧНЫХ МЕТАЛЛОВ Михайлова А.М.,а Сигейкин Г.И.,б Новожилов Е.П.,а Ковынёва Н.Н.а а ГОУ ВПО «Саратовский государственный технический университет», г. Саратов, ул. Политехническая, e-mail: chemistry@sstu.ru б Межведомственный центр аналитических исследований в области химии, физики и биологии при Президиуме Российской академии наук, г. Москва, ул. Вавилова, 44, корпус В настоящее время наиболее высокими удельными электрохими ческими характеристиками обладают литиевые химические источники тока, представляющие интерес для энергоснабжения самых разнооб разных автономных объектов. Одним из перспективных направлений в области совершенствования литиевых и литий-ионных источников то ка является применение в них твердых полимерных электролитов (ТПЭ), что позволяет улучшить их энергетические и эксплуатацион ные характеристики и упростить технологию производства. Поэтому поиск и разработка новых полимерных электролитов с высокой ион ной проводимостью и удовлетворительными физико-механическими характеристиками является актуальной проблемой.

Целью данной работы являлось получение новых твердых поли мерных электролитов на основе полимерной матрицы полиакрилонит рила (ПАН) и солей щелочных металлов, а также исследование их транспортных характеристик.

Пленки ТПЭ были получены методом полива полимерной компо зиции на стеклянную поверхность. Электропроводность полученных образцов исследовалась методом электрохимического импеданса1 в герметичных двухконтактных ячейках с титановыми электродами в диапазоне температур. При оптимальном соотношении ПАН и солей щелочных металлов наблюдалась максимальная проводимость 2,27·10-3 Ом-1·см-1 при температуре 298 К. Построены температурные зависимости электропроводности ТПЭ на основе системы ПАН – соли щелочных металлов и определены значения энергии активации элек трической проводимости.

ЛИТЕРАТУРА 1. Укше Е. А., Букун Н. Г. К вопросу об импедансе границы металл/твердый электролит // Электрохимия, 1980. – т. 16. – №3. – с. 313-319.

Стендовые доклады ТЕПЛОВОЙ ОСМОТИЧЕСКИЙ ДВИГАТЕЛЬ С ВЫСОКОАКТИВНЫМИ РАСТВОРАМИ Назаров П.А., Алдабергенов М.К., Чалов Т.К.

Казахский национальный университет им. аль-Фараби, г. Алматы,050040, ул. Альфараби 71, pnazarov@list.ru Таблица. Эволюция тепловых и паровых осмотических двигателей Название дви Процесс реге Снятие осмо Степень сме Характер ра Температура Внутренний теплообмен КПД схемы да/раствор шения во реагентов № нерации энергии гателя боты 1) 2) 3) 4) 5) 6) 7) 8) 1 Низкотемпературные ТОД1,4, 1.1 1/1 проточ- у всех до 99,9C Охлаждение – Гидро- до 5% ТОД3,8,9 ный/ и есть обратный осмос турбина пульси- и нет рующий ТОД4, 1.2 1/1 проточ- у всех до 99,9C Охлаждение – Гидро- до 7% ТОД6 ный/ и есть обр. осмос или турбина пульси- и нет микрофильтра рующий ция ПОД 1.3 1/1 проточ- есть до 120C Обр. осмос – Паро- до ный адиабатическое турбина 12% охлаждение–пар– конденсация 2 Высокотемпературные ТОД 2.1 2/8, проточ- есть до Охлаждение – Гидро- до 1/9 ный 350 обратный осмос турбина 50% В ТОД10 применён ряд улучшений: увеличены 5) и давление 7), по добраны новые растворы солей CaCl2, LiCl, UO2(CLO4)2… с большим коэффициентом активности + -;

в схеме10 по сравнению с4 изменена 2) и добавлена параллельная цепь с охладителем и рекуператором.

ЛИТЕРАТУРА 1. Патент Франции № 2123624, кл. F 03 6 7/00, опублик. 1971.

2. Sidney Loeb, US-A-3906250, 1974 г.

3. Jellinek;

Hans H. G.,US-A-3978344,1976 г., «Osmosis process for producing energy».

4. Sidney Loeb, US-A-419367, 1980 г.

5. Лазарев М.Ф., SU-A-842217, 1981 г.

6. Dieter Heitkamp, prof. Klaus Wagener DE-A1-3722232, 1989 г.

7. WO-A1-96/02749, «Apparatus for generating power osmosis «.1996 г.

8. Скрябин А.А, заявка РФ №99105314/06, 11.03.1999 г.

9. WO2005019643A1, 2006год, Devoe, Irving,W.

10. Назаров П.А, пат. РК, F03G 7/00, заявка от 06.11.09 №27938/12.

88 Химические аспекты современной энергетики и альтернативные энергоносители КИНЕТИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ПРОЦЕССА ПЕРЕДАЧИ ЭЛЕКТРОНОВ В СИСТЕМЕ «ГЛЮКОЗА – GLUCONOBACTER OXYDANS – 2,6- ДИХЛОРФЕНОЛИНДОФЕНОЛ – ГРАФИТОВЫЙ ЭЛЕКТРОД» В БИОТОПЛИВНОМ ЭЛЕМЕНТЕ Нгуен В.Т., Алферов В.А.

Тульский Государственный Университет, 300600, Тула, пр. Ленина, 92, e-mail: tiencoc@yahoo.com Спектрофотометрическим методом исследована кинетика восста новления медиатора 2,6-дихлорфенолиндофенола (ДХФИФ) бакте риями Gluconobacter oxydans в атмосферах кислорода и азота, в режи мах разомкнутой цепи и короткого замыкания.

Обработка данных показывает, что кинетика восстановления ме диатора в режиме разомкнутой цепи соответствует реакции первого порядка. Рассчитаны начальные скорости восстановления медиатора, а также эффективные константы скорости, приведенные на единицу массы клеток1.

В режиме короткого замыкания происходят процессы с первым порядком по медиатору: восстановление медиатора клетками и окис ление медиатора на электроде. При этом скорости восстановления ме диатора в кислородных условиях и в атмосфере азота имеют одинако вые значения. Отсюда следует, что для клеток Gluconobacter oxydans кислород не составляет конкуренцию медиатору. Данный результат говорит о возможности создания на практике биотопливных элемен тов, работающих в аэробных условиях.

Методом вольтамперомерии исследован процесс окисления ме диатора на графитовом электроде в присутствии глюкозы и суспензии клеток бактерий Gluconobacter oxydans.

На основании уравнения Тафеля определены коэффициент b и число электронов, перенесенных в электрохимическом процессе окис ления молекул ДХФИФ. Число перенесенных электронов 0,5 и факт зависимости коэффициента b от площади электрода говорят о том, что процесс окисления ДХФИФ протекает в смешанном режиме, т.е. кон курирующими являются стадии диффузии, адсорбции медиатора и пе реноса заряда. На основании зависимости lgi=а+nlgC определен поря док реакции по ДХФИФ, который составил значение 1.

ЛИТЕРАТУРА 1. Sibel D. Roller, H. Peter Bennetto, Gerard M. Delaney, Jeremy R. Mason, John L. J. Chem. Tech. Biotechnol, 1984, 34B, 3.

Стендовые доклады ПРОБЛЕМЫ БЕЗОПАСНОСТИ ЛИТИЕВЫХ ИСТОЧНИКОВ ТОКА Нижниковский Е.А., Скворцов Е.А., Фрольченков В.В.

Межведомственный научный совет по комплексным проблемам физики, химии и биологии при Президиуме РАН, 119333, Москва, ул. Дмитрия Ульянова, 5, e-mail: nizhnikovsky@mail.ru Ежегодное мировое производство литий-ионных аккумуляторов достигает нескольких миллиардов штук. Ежегодно регистрируется один-два десятка фактов возгорания или взрывов таких аккумулято ров, таким образом, вероятность фатального инцидента с литий ионным аккумулятором составляет всего 105%. Между тем, проблема безопасности литий-ионных аккумуляторов является сейчас централь ной проблемой при их разработке.

Литий-ионный аккумулятор абсолютно безопасен при строгом со блюдении условий эксплуатации. При нарушении этих условий может произойти возгорание. Именно термическая стабильность определяет безопасность аккумулятора. Внутри аккумулятора могут протекать разнообразные экзотермические реакции. Общепринято, что в услови ях, когда тепловыделение превышает скорость диссипации тепла, про исходит так называемый «тепловой разгон».

Возможными экзотермическими процессами являются: (1) восста новление электролита на отрицательном электроде, (2) термическое разложение электролита, (3) окисление электролита на положительном электроде, (4) разложение активного материала положительного элек трода. Ясно, что интенсивность этих процессов возрастает по мере увеличения истинной поверхности электродов и при повышении по тенциала положительного электрода (при увеличении его окислитель ной способности).

Существует ряд нарушений условий эксплуатации, в том числе.

нарушения электрического режима (перезаряд, разряд большими то ками, внешние короткие замыкания, заряд при повышенном напряже нии или повышенным током), механические воздействия (прокол кор пуса, разрушение корпуса, воздействие удара, вибрации, сдавливания), термическое воздействие при хранении или работе (нагрев, циклиро вание при повышенных и пониженных температурах).

В докладе приводятся примеры путей повышения безопасности:

электронная защита, предохранительные клапаны и плавкие предо хранители, многослойные сепараторы, покрытия на поверхности ак тивных материалов, новые электролиты, новые активные материалы положительного электрода.

90 Химические аспекты современной энергетики и альтернативные энергоносители СИНТЕЗ И ИССЛЕДОВАНИЕ ФОТОФИЗИЧЕСКИХ СВОЙСТВ АКРИЛ- И АРИЛЗАМЕЩЁННЫХ ТЕТРАБЕНЗОПОРФИРИНОВ ПАЛЛАДИЯ Пермякова А.В., Чумаков Д.Е., Хорошутин А.В., Анисимов А.В.

Московский государственный университет имени М.В.Ломоносова 119991, Москва, ГСП-1, Ленинские горы, д. 1, стр. 3, химический факультет e-mail: nastyaMGU@gmail.com В настоящее время порфирины исследуются в качестве перспек тивных компонентов для элементов солнечных батарей. Тетрабензо порфирины (ТБП) с расширенной системой могут обладать лучшими характеристиками, поскольку их электронные спектры поглощения с более интенсивными полосами смещены в длинноволновую область спектра.

Для использования ТБП в этих целях необходимо знать в первую очередь их спектры поглощения, испускания, а также квантовые вы ходы фосфоресценции. Введение дополнительно -акцепторных и донорных заместителей позволяет менять эти свойства.

В работе исследованы полученные нами моно- и дизамещённые ТБП (см. рис.) с использованием реакций Хека и Сузуки.

X X N кросс-сочетание N N Pd N N Pd N Br R N N X= H или R R= CH=CHCOOEt;

Ph, CH=CHAr X= H или Br Изучены их спектры фосфоресценции в диапазоне от 640 до нм и измерены относительные квантовые выходы (спектры фосфорес ценции получены совместно с проф. Виноградовым С.А., Университет Пенсильвании, г. Филадельфия, США).

В результате исследования показано, что введение фенильных за местителей в бензо-положения незначительно влияют на максимумы испускания и квантовые выходы фосфоресценции, а введение акриль ных заместителей сдвигает спектр фосфоресценции в батохромную область. Квантовые выходы же изменяются более сложным образом.

Работа при финансовой поддержке РФФИ, проект 10-03-01071.

Стендовые доклады НЕПРЕРЫВНЫЙ ИОНООБМЕННЫЙ ПРОЦЕСС Полтавцев В.И.,а Пачкин С.Г.б а КемГСХИ, 650056, Кемерово, ул. Марковцева, e-mail: determinism@rambler.ru б КемТИПП, Кемерово, бульв.Строителей, Первый непрерывный ионообменный процесс создан Хиггинсом. Все стадии (ионообмен, регенерация, промывка) проходят в пульси рующем плотном слое, который определяет большие потери ионита по осмотической прочности. Фирма «Асахи»2 проводит стадии регенера ции и промывки в кипящем слое (система твердое – жидкость), расхо ды которой высоки.

Рациональным способом проведения этих стадий является трех фазная система твердое – жидкость – газ3, которая сокращает потери ионита (на 2-2,3%) и значительно уменьшает расходы жидкости (в 2, раза). Скорость фильтрации в колонне достигает 296 м/час. Посадка слоя и подача ионита автоматически через накопитель колонны. Экс трактор и регенератор представляют аппараты коробчатого типа в го ризонтальном исполнении (см.рис.). Их устанавливают в верхней час ти рабочего пространства цеха, что экономит рабочую площадь произ водства. Испытания опытно-промышленного образца установки для умягчения артезианской воды жесткостью 8,7 г-экв/л проведены на шахте Волкова. Конечная жесткость воды 0,02.

ЛИТЕРАТУРА 1. Хиггинс Р.И. Кемикл.Енж.Прогресс, 1940, №11, с.60.

2. Кавамура Кэндзи. Кемикл.Енж.Сцинце, 1964, т.19, с.319.

3. А.с. 827098 от 04.01.70. Аппарат для контактирования в системе твердое тело – жидкость – газ/ Полтавцев В.И., Курочкина М.И., Романков П.Г. – Опубл. в Б.И., 1981, №17.

92 Химические аспекты современной энергетики и альтернативные энергоносители РАЗРАБОТКА И ИССЛЕДОВАНИЕ НОВЫХ ФТОРУГЛЕРОДНЫХ КАТОДОВ Пуцылов И.А.,а Егоров А.М.,а Смирнов С.Е.,а Фатеев С.А.б а Московский энергетический институт, 111250, Москва, Красноказарменная улица 14, e-mail: Putsylov@yandex.ru б ООО НПО «Медисток»,117420, Москва, Днепропетровский проезд 4а.

Основной проблемой создания наноструктурированных компонен тов литиевых электрохимических систем является неравномерность их составления и нестабильность в растворах жидких апротонных элек тролитов. Поэтому представляет интерес изучение особенностей фор мирования и характеристик трехмерных наноструктур на основе ком позиций фторированных фторуглеродных наноматериалов с углеро дом и твердополимерного электролита (ТПЭ) выполняющего функции связующего и ионного проводника в процессе пластического течения.

В работе предложен оригинальный метод создания твердофазных фторуглеродных наноструктурированных катодов, в соответствии с которым составляющие активной массы, в определенном соотноше нии пропитываются раствором, содержащим компоненты ТПЭ. Рас творитель удаляют в процессе термообработки, затем твердофазный материал подвергают пластическому деформированию на аппаратуре Бриджмена. Обработку проводят давлением 2 ГПа при комнатной температуре, используют наковальни из сплава ВК6, угол поворота наковален составляет 300°. После обработки материал дробят и на прессовывают на токоотвод давлением 150 кгс/см2. В качестве актив ных компонентов были рассмотрены фторированные нанотрубки и фуллереновая сажа. Положительные электроды, приготовленные по предложенной методике, имеют ярко выраженную наноразмеренную структуру и повышенные энергетически параметры. Удельная емкость твердофазных электродов на основе фторированных нанотрубок и фуллереновой сажи при заданном режиме разряда превышает пара метры современных промышленных аналогов соответственно в 2 и 1, раза. При этом стоит отметить, что применение фторированных нано материалов в литиевых источниках тока ранее вызывало сомнения из за их интенсивной деструкции в жидких апротонных электролитах.

Использование ТПЭ позволяет не только стабилизировать эти мате риалы в составе электрохимической системы, но и до 50% повысить такие характеристики как сохраняемость и ресурс.

Работа выполнена при финансовой поддержке гранта Президента Российской Федерации для поддержки молодых ученых (МК-5209.2011.8).

Стендовые доклады ИССЛЕДОВАНИЕ ЧЕТЫРЕХКОМПОНЕНТНОЙ СИСТЕМЫ ИЗ ФТОРИДА, БРОМИДА, ВОЛФРОМАТА И МОЛИБДАТА ЛИТИЯ Радзиховская М.А., Гаркушин И.К., Данилушкина Е.Г.

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Самарский государственный технический университет»

Россия, 443100, г. Самара, ул. Молодогвардейская, 244, тел. (846) 278-36-92, факс (846) 278-44-00, e-mail: radzihovskaya@mail.ru Методом дифференциального термического анализа (ДТА) иссле дована четырехкомпонентная система LiF-LiBr-Li2WO4-Li2MoO4.

Элементами огранения исследуемой системы являются трехкомпо нентные системы с общим катионом: LiF-LiBr-Li2MoO4 [1], LiF-LiB Li2WO4 [2], LiF-Li2MoO4-Li2WO4, LiBr-Li2MoO4-Li2WO4. Все бинарные системы, кроме системы Li2MoO4-Li2WO4 являются системами эвтек тического типа плавления. Система Li2MoO4-Li2WO4 была изучена ав торами и является системой с образованием непрерывного ряда твер дых растворов Li(MoxW1-x)O4 () без экстремумов. Трехкомпонентные системы LiF-LiBr-Li2MoO4 и LiF-LiBr-Li2WO4 характеризуются эвтек тическим типом плавления. Трехкомпонентные системы LiF-Li2MoO4 Li2WO4 и LiBr-Li2MoO4-Li2WO4 были изучены авторами, эти системы характеризуются образованием непрерывных рядов твердых растворов. Поверхности кристаллизации данных систем представлены двумя полями: LiГ (Г – F, Br) и фазой. Для установления характера взаимо действия компонентов внутри тетраэдра четырехкомпонентной систе мы в объеме фторида лития для экспериментального изучения было выбрано двухмерное политермическое сечение abc (а – 40%LiF + 60% Li2WO4;

b – 40%LiF + 60% LiBr;

c – 40%LiF + 60%Li2MoO4). В резуль тате исследования нескольких политермических разрезов в этом сече нии было установлено, что четырехкомпонентная система LiF-LiBr Li2WO4-Li2MoO4 характеризуется образованием непрерывных рядов твердых растворов без экстремумов. Тетраэдр системы LiF-LiBr Li2WO4-Li2MoO4 представлен объемами кристаллизации фторида ли тия, бромида лития и твердых растворов Li(MoxW1-x)O4. Объем кри сталлизации твердых растворов является наибольшим.

ЛИТЕРАТУРА 1. Фролов Е.И. Фазовые равновесия в пятикомпонентной системе LiF-LiBr LiVO3-Li2MoO4-Li2SO4 // Автореф. дисс. … канд. хим. наук. Самара, 2010.

2. Егорцев Г.Е., Гаркушин И.К., Истомова М.А. Фазовые равновесия и хими ческое взаимодействие в системах с участием фотридов и бромидов щелочных ме таллов. Екатеринбург: УрО РАН, 2008. 132 с.ISBN 5-7691-2020-7.

94 Химические аспекты современной энергетики и альтернативные энергоносители ЭЛЕКТРОСОРБЦИЯ ВОДОРОДА НА УГЛЕРОДЕ Рычагов А.Ю., Михалин А.А., Измайлова М.Ю.

Учреждение Российской академии наук Институт физической химии и электрохимии РАН, 119991, Москва, Ленинский проспект, 31, к. 4, e-mail: rychagov69@mail.ru Основными задачами современного этапа развития водородной энергетики, являются генерация и сохранение водорода для использо вания его в качестве возобновляемого топлива. Работы по совершен ствованию электрохимических конденсаторов1 показали возможность глубокого заряжения (сотни Кл/г) электродов на основе активирован ного угля (АУ).

I, mA A 60 A Рис. 1. Циклические вольтамперные - кривые угля АДГ (46 мг, 1мВ/с): 1 – без выдержки, 2 – с выдержкой при Е=-400 мВ (о.в.э.) в течение 20 часов.

-500 0 500 1000 E, mV Максимальные величины заряжения (более 1200 Кл/г) были полу чены в крепких растворах серной кислоты на АУ с высокоразвитой поверхностью (рис. 1). Кривые такого типа (без длительной выдержки электрода в катодной области) были получены для концентрирован ной фосфорной кислоты при температурах 60–90 С. Среди особенно стей глубокого катодного заряжения АУ можно выделить: резкий рост сопротивления электрода при соответствующем ему падение емкости двойного слоя, последовательное протекание заряжения и выделения газообразного водорода, а также диффузионный контроль наблюдае мых процессов. Глубокое заряжение АУ можно условно разделить на адсорбцию водорода в микропорах (быстрый процесс) и медленное образование слабо связанного поверхностного гидрида углерода (предположительно С6H).

ЛИТЕРАТУРА 1. Рычагов А.Ю., Уриссон Н.А., Вольфкович Ю.М. Электрохимия, 2001, 37, 1348.

Стендовые доклады СТРУКТУРА И СВОЙСТВА УГЛЕРОДНЫХ ВОЛОКОН, СОДЕРЖАЩИХ ВЫСОКОДИСПЕРСНЫЕ МЕТАЛЛЫ Сафонова А.М.

Институт общей и неорганической химии Национальной академии наук Беларуси, 220072, Минск, ул. Сурганова 9/1, e-mail: safonova@igic.bas-net.by В последнее время для получения углеродных нанотрубок и гра фитовых нановолокон все более широкое распространение приобрета ет метод каталитического пиролиза углеводородов, который отличает ся высокой производительностью. Катализаторами данного процесса являются металлы подгруппы железа и их сплавы [1].

Близким вариантом этого метода можно рассматривать процесс получения металлоуглеродных волокон (Me-УВ) путем карбонизации полимерных волокон, импрегнированных солями металлов подгруппы железа. В процессе термической обработки таких систем происходит восстановление солей до металлов с размером частиц от десятка до сотни нанометров, которые катализируют процесс структурирования углерода, образующегося при разложении полимера с формированием различных фаз упорядоченного углерода с d002 равным 0,344 и 0,337 нм. Морфологические и кристаллографические характеристики образующихся углеродных наноструктур, а также начальная темпера тура их формирования зависят от вида солевой добавки, вводимой в исходное полимерное сырье, а также температурно-временных режи мов его термообработки.

Наличие в структуре углеродных волокон микронного размера (диа метр волокон составляет порядка 6-8 мкм) наноразмерных фаз металлов и структурно-упорядоченного углерода придает им комплекс новых свойств, свойственный наноразмерным объектам и позволяет получать на их основе композиционные материалы специального назначения. Напри мер, получены износостойкие углепластики для изготовления деталей, работающих в условиях высоких нагрузок и температур [2], токопрово дящие композиционные материалы различного назначения [3].

Следует отметить, что Ме-УВ, содержащие высокодисперсные спла вы металлов подгруппы железа, могут быть успешно использованы в ка честве активных катализаторов в реакциях синтеза углеродных наност руктур (многостенных нанотрубок) путем разложения углеводородов.

ЛИТЕРАТУРА 1. Чесноков, В.В., Буянов Р.А. Успехи химии, 2000, 69, 675.

2. Буря А.И., Черкасова Н.Г., Сафонова А.М., Гаюн Н.С. Патент 49975 UA, 2010.

3. Сафонова А.М., Шпилевская Л.Е. Вопросы материаловедения, 2009, 1 (57).

96 Химические аспекты современной энергетики и альтернативные энергоносители РОЛЬ УЛЬТРАЗВУКОВОЙ ЭКСТРАКЦИИ В НЕФТЕХИМИЧЕСКОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ Селиванова Е.В., Сульман М.Г., Прутенская Е.А.

Тверской государственный технический университет, 170026, Тверь, наб. Аф.Никитина 22,e-mail: sulman@online.tver.ru В настоящее время ультразвук находит применение во многих от раслях химической промышленности. С помощью ультразвука преду сматривается удаление многих видов загрязнений: загрязнений в виде твердых и жидких пленок, механических загрязнений, загрязнений в виде продуктов коррозии. К основным загрязнениям нефтедобываю щей и нефтеперерабатывающей промышленности относятся нефтеш ламы. Существует достаточное количество разработанных методов переработки нефтешламов. В отличие от большинства внедренных способов утилизации нефтешламов, ультразвуковая экстракция угле водородов нефти из отходов нефтеперерабатывающей промышленно сти делает возможным использование извлеченных нефтепродуктов.

Эффективность ультразвука может быть объяснена воздействием сле дующих специфических факторов, присущих ультразвуковым колеба ниям: кавитационного эффекта, разрушающего действия на погранич ный слой углеводород-нефть, образование микропотоков, повышение диффузии углеводородов нефти из пор твердого материала.

Целью данной работы является изучение процесса ультразвуковой экстракции нефтепродуктов из нефтешламов.

В связи с этим были произведены исследования по выбору эффек тивного экстрагента и по определению оптимальных условий прове дения ультразвуковой экстракции углеводородов нефти из нефтешла ма. В экспериментах использовали модельные образцы нефтешламов, состоящие из песка и нефти Каспийского месторождения. Для экс тракции применялся ультразвуковой генератор IKASONIC U 50 control с обеспечением интенсивности до 460 Вт/см2.

Максимальная степень извлечения углеводородов нефти из неф тешлама в процессе ультразвуковой экстракции составила 75,98%.

ЛИТЕРАТУРА 1. Физико-химические свойства нефтяных дисперсных систем / Под ред.

В.Н. Кошелева.-М.: РГУ нефти и газа им. И.М. Губкина. – 2001. – 60 с.

Стендовые доклады ЭЛЕКТРОДЫ НА ОСНОВЕ ЛИТИЙ-ЖЕЛЕЗО ФОСФАТОВ ДЛЯ ЛИТИЕВОГО АККУМУЛЯТОРА Смирнов К.С.,а Яштулов Н.А.,а Жорин В.А.б а Московский энергетический институт, 111250, Москва, Красноказарменная улица 14, e-mail: smirnovks1986@mail.ru б Институт химической физики РАН, 117977, Москва, улица Косыгина Одной из главных проблем при создании литиевых аккумуляторов является разработка эффективных катодных материалов. В последнее время во многих лабораториях мира проводятся исследования, на правленные на создание катодного материала на основе соединения литий-железо фосфата – LiFePO4. Большой интерес к этому электрод ному материалу обусловлен очевидными преимуществами перед наи более широко применяемым LiCoO2: низкой стоимостью, более высо кой удельной емкостью, безопасностью для окружающей среды, ста бильностью в заряженном состоянии.

Разработан оригинальный метод синтеза литий-железо фосфатов, включающий в себя две стадии: 1-я – синтез железофосфата из смеси аммоний дигидрофосфата и оксида железа;

2-я – синтез литий- железо фосфата путем термического литирования полученного на 1-й стадии продукта, включающая в себя механическую активацию прекурсора в процессе пластического деформирования на наковальнях Бриджмена.

В настоящей работе катод представляет собой смесь LiFePO4 с электропроводной добавкой и связующим в нанодисперсном состоянии.

В качестве связующего катода и электролита в его порах используется твердополимерный электролит с фторсодержащим полисульфоном в качестве полимерного компонента. Таким образом в данном электроде полностью отсутствует жидкая фаза т.е он является твердофазным композиционным материалом. В качестве электропроводной добавки в активной массе катода применяли сажу, углеродные нанотрубки (УНТ) и пенографит. Установлено, что использование УНТ дает воз можность получить более стабильную разрядную характеристику и выигрыш по потенциалу и емкости электрода. Анализ спектров элемен тов в различных точках катодов показывает, что в этом случае достига ется лучшая гомогенность активной массы катода. Испытания опытной партии твердофазных катодов показали, что они не уступают по энерге тическим характеристикам существующим аналогам, используемых в литиевых аккумуляторах с жидким электролитом.

Работа при финансовой поддержке аналитической ведомственной целевой про граммы «Развитие научного потенциала высшей школы», проект – № 2.1.2/13312.

98 Химические аспекты современной энергетики и альтернативные энергоносители РАЗРАБОТКА ЭЛЕКТРОДОВ НА ОСНОВЕ ЛИТИЙ-ТИТАН ФОСФАТОВ Смирнов С.Е., Савостьянов А.Н., Смирнов С.С.

Московский энергетический институт, 111250, Москва, Красноказарменная улица 14, e-mail: SmirnovSY@rambler.ru В связи с тенденцией миниатюризации электронных плат в на стоящее время вырос интерес к более низковольтным, но обладающим большей удельной емкостью катодным материалам. Сейчас активно разрабатываются катодные материалы на основе литий-металл фосфа тов: фосфат титана, фосфат марганца, фосфат железа. В известных из литературы методах синтез литий-металл фосфатов представляет со бой 2-х ступенчатый процесс термообработки тройных смесей. Одна ко, как показали наши исследования, механизм его достаточно слож ный, включающий в себя, видимо, несколько параллельных процессов.

Поэтому была предложена следующая физическая модель процесса: 1-я стадия- синтез металл фосфата из смеси аммоний дигидрофосфат + оксид титана, 2-я стадия – синтез литий-титан фосфата путем литиро вания полученного на 1-й стадии продукта. Экспериментально уста новлено, что пластическое деформирование прекурсора на аппаратуре высокого давления типа наковален Бриджмена эффективно действует на второй стадии синтеза литий-титан фосфата, обеспечивая сущест венное снижение температуры отжига и продолжительности процесса.

Из полученных результатов рентгенофазового анализа следует, что наибольшее содержание LiТi2(РО4)3 достигается при Т= 700 оС и со ставляет 95 %.

Твердофазные катоды готовили по оригинальной методике, в со ответствии с которой 80 мас.% порошка литий-титан фосфата пере мешивали с 10 мас.% электропроводной добавки и компонентами твердополимерного электролита – 2 мас.% перхлората лития и 8 мас.% модифицированного полисульфона в диметилацетомиде. Полученный раствор выливали в тефлоновую изложницу и подвергали термообра ботке в вакуумном сушильном шкафу. Перед напрессовкой на токоот вод твердофазный материал подвергали пластическому деформирова нию на аппаратуре высокого давления. Испытания на циклирование показали, что электрод на основе разработанного LiТi2(РО4)3 имеет преимущества по потенциалу заряда-разряда и удельной емкости при мерно на 15-20% по сравнению с существующими аналогами.

Работа выполнена при финансовой поддержке гранта Президента Российской Федерации для поддержки молодых ученых (МК-2234.2010.3.).

Стендовые доклады ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКОЕ ФОРМИРОВАНИЕ ТОНКИХ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ ПЛЕНОК ИЗ КОМПЛЕКСНЫХ ЭЛЕКТРОЛИТОВ Стацюк В.Н., Фогель Л.А.

АО «Институт органического катализа и электрохимии им. Д.В. Сокольского»

050010, Республика Казахстан г. Алматы, ул. Кунаева,142, e-mail: orgcat@mail.ru В последнее время наиболее широко развивается электрохимиче ский способ получения тонких пленок полупроводниковых соедине ний, 1 позволяющий регулировать качественный и количественный со став, размер зерен получаемых соединений путем изменения условий электролиза.2-3 Возможность электрохимического синтеза нанораз мерных полупроводниковых материалов проиллюстрирована на при мере получения тонких пленок соединений Cu2Se и CuInSe2, опти мальная ширина запрещенной зоны (Eg = 1,11,29 и 1,05 эВ) которых позволяет использовать их в фотоэлектрохимических ячейках. Уста новлены закономерности формирования соединений Cu2Se и CuInSe на медной подложке из комплексных электролитов различной приро ды и рН в присутствии гетероциклических аминов 2,2/-дипиридила и 1,10-фенантролина методом внутреннего электролиза. Электрохими ческий синтез проводили под контролем физических методов иссле дования (РФА, сканирующая электронная микроскопия). Используе мые гетероциклические амины обладают высокой поверхностной ак тивность и оказывают влияние на размер частиц получаемых соединений и на их стабилизацию. Полученные соединения Cu2Se и CuInSe2 имели строго стехиометрическую структуру и однородную поверхность с размером частиц 30-50. Световые вольтамперные кривые, полученные с помощью характериографа-Z, свидетельствуют о поглощении и превращении световой энергии всеми исследованны ми образцами. С уменьшением размера частиц наблюдается увеличе ние тока короткого замыкания.

ЛИТЕРАТУРА 1. Daniel Lincot. Thin Solid Films, 2005, 487, 40.

2. Стацюк В.Н., Дергачева М.Б., Фогель Л.А. Ж. прикл. химии, 2007, 80, 67.

3. Стацюк В.Н., Фогель Л.А., Комашко Л.В. Известия НАН РК (сер. хим.), 2008, 6, 30.

Работа выполнена при финансовой поддержке МОН РК, проект 3.2.5 на 2009 2011 гг.

100 Химические аспекты современной энергетики и альтернативные энергоносители ДЕОКСИГЕНИРОВАНИЕ ЖИРНЫХ КИСЛОТ В ПРОИЗВОДСТВЕ БИОДИЗЕЛЬНОГО ТОПЛИВА Сульман Э.М., Степачёва А.А., Никошвили Л.Ж., Густова А.В.

Тверской государственный технический университет, кафедра Биотехнологии и химии, 170026, г. Тверь, наб. А.Никитина, 22, e-mail: sulman@online.tver.ru Биодизель – альтернативное топливо, производимое из возобно вимых источников. Обычно биодизель синтезируют путем переэтери фикации масел и жиров с метанолом. Однако, топливо, произведенное таким способом, имеет ряд недостатков. Самый существенный среди них – низкая стабильность из-за присутствия кислорода1. Деоксигени рование – один из способов производства топлив углеводородного ти па из кислородсодержащих соединений. Биодизель, полученный с по мощью деоксигенирования, называют биодизелем второго поколения или «Green» дизелем2-3.

Деоксигенирование модельной смеси жирных кислот проводилось в течение трех часов в реакторе для проведения процесса гидрирова ния под давлением PARR – 4307 (USA) при температуре 300 оС, дав лении водорода 600 кПа, с использованием катализатора Pd/C.

В ходе исследования было сделано предположение, что реакция проходит в две стадии:

– гидрирование двойных связей ненасыщенных кислот;

– декарбоксилирование насыщенных жирных кислот с образова нием углеводородов.

Основным продуктом реакции был н-гептадекан, селективность по гептадекану достигала 99.8%, при конверсии стеариновой кислоты 100%. Помимо целевого продукта наблюдалось образование незначи тельного количества углеводородов с меньшим числом углеродных атомов.

ЛИТЕРАТУРА 1. O.I. Senol, T.-L. Viljava, A.O.I. Krause, Catalysis today, 2005, 106, 186.

2. Kubickova I. Catalysis today, 2005, 106, 197.

3. M. Snare, Ind. Eng. Chem. Res., 2006, 16, 5708.

Работа выполнена при финансовой поддержке РФФИ, проект 09-08-00517-а.

Стендовые доклады ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССА ОСУШКИ СО2-СОДЕРЖАЩЕГО ГАЗА МЕМБРАННО АБСОРБЦИОННЫМ МЕТОДОМ Тимофеев Д.В.,а,б Курчатов И.М.,а Лагунцов Н.И.а,б а Открытое акционерное общество «Аквасервис»

115409, Москва, Каширское шоссе, дом 31, aquaserv@mail.ru, б Национальный исследовательский ядерный университет «МИФИ», 115409, Москва, Каширское шоссе, дом Для исследования процессов осушки СО2-содержащих газовых смесей1 была разработана и изготовлена мембранно-сорбционная экс периментальная установка. Установка включает в себя два мембранно контакторных устройства2 (абсорбер и десорбер), замкнутый контур жидкого абсорбента, магистраль подачи и отвода газа из абсорбера, теплообменники на газовых и жидкостных магистралях, насосы для прокачки жидкости и вакуумный насос на выходе десорбера. Общая полезная площадь мембраны в абсорбере составляет 0,03 м2. В качест ве абсорбента использовался 40%-ый раствор LiCl. Поток абсорбента поддерживался 0.6 л/ч.

Газ подается в абсорбер, где происходит удаление паров воды по током жидкого абсорбента. Десорбция поглощенных жидкостью ком понентов происходит в десорбере вакуумной откачкой или за счет на грева жидкости.

Эксперименты показали, что мембранно-абсорбционные контак торы позволяют проводить осушку газа до требуемой величины (точка росы -7оС) при высоких показателях энергоэффективности.

ЛИТЕРАТУРА 1. Laguntsov N.I., Okunev A.Yu., Teplyakov V.V., Usachov V.V. Membrane contac tor air conditioning system: Experience and prospects. Separation and Purification Technology, Volume 57, Issue 3, 15 November 2007, Pages 502- 2. Кожевников В.Ю., Лагунцов Н.И., Левин Е.В., Окунев А.Ю., Хафизов Р.С.

Абсорбционно-десорбционное устройство. Патент на изобретение №2304457 по заявке №2005133111 от 28.10.2005, бюл. № 23 от 20.08.2007.

Работа выполнена при финансовой поддержке ФЦП «Научные и научно педагогические кадры инновационной России на 2009–2013 годы», государствен ный контракт №П1089 и РФФИ, проект 09-08-00972-а.


102 Химические аспекты современной энергетики и альтернативные энергоносители ЛАЗЕРНО-АКТИВНЫЕ ЖИДКИЕ СРЕДЫ ДЛЯ ЯДЕРНОЙ НАКАЧКИ Тихонов Г.В., Серегина Е.А.

Государственный научный центр Российской Федерации – Физико-энергетический институт имени А. И. Лейпунского, 249033, г. Обнинск, Калужской обл., пл. Бондаренко, 1, e-mail: tigen@ippe.ru Предложен и реализован общий методологический подход к поис ку и созданию новых лазерных жидкостей POCl3-MClx-235UO22+-Nd3+ (MClx – кислота Льюиса) с заданными характеристиками. Создан но вый класс лазерных материалов для преобразования энергии деления атомных ядер в оптическое и лазерное излучение. Показано, что разное химическое сродство Mx+ к кислороду обу словливает основные различия в условиях синтеза и в свойствах жид костей. Эффективность ядерной накачки верхнего лазерного уровня F3/2 Nd3+ возрастает с уменьшением сродства Mx+ к кислороду пропорционально концентрации Nd3+ при [МClx]/[Nd3+] 3 и достигает 2 % в POCl3-SnCl4-235UO22+-Nd3+ и POCl3-SbCl5-235UO22+-Nd3+ при [Nd3+] = 0.4 моль/л.

Впервые в растворах POCl3-MClx обнаружено влияние размера центрального атома кислоты Льюиса на структуру люминесцирующих комплексов Nd3+ и свойства жидкостей. Установлено, что полоса лю минесценции Nd3+, которая соответствует основному лазерному переходу F3/2 4I11/2, сужается с уменьшением ковалентного радиуса Mx+. Поэто му при одинаковых концентрациях Nd3+ эффективность ядерной накачки в POCl3-BCl3-Nd3+ в 3 раза больше, чем в POCl3-SnCl4-235UO22+-Nd3+.

Впервые зарегистрирована инверсная населённость лазерных уровней Nd3+ при прямой ядерной накачке лазерных жидкостей POCl3 SnCl4-235UO22+-Nd3+ и POCl3-BCl3-Nd3+ на импульсном реакторе БАРС-6. Таким образом, жидкие среды могут быть использованы для создания лазеров и оптических квантовых усилителей с прямой ядерной накач кой: урансодержащих жидкостей – осколками деления 235U;

жидкостей с BCl3, обогащённым по изотопу 10В,– продуктами ядерной реакции B(n,)7Li.

ЛИТЕРАТУРА 1. Тихонов Г.В. Автореф. дис.... докт. хим. наук. М., 2010.

2. Серегина Е.А., Добровольский А.Ф., Кабаков Д.В., Серегин А.А., Тихонов Г.В. Квантовая электроника, 2009, 39, 705.

Исследования проведены при финансовой поддержке РФФИ и Правительства Калужской области (проекты № 09-03-97564 и 09-02-97533).

Стендовые доклады ЗАМЕНА ЭЛЕКТРОЛИТА В ЛИТИЙ-ФТОРУГЛЕРОДНЫХ ИСТОЧНИКАХ ТОКА Фатеев С.А.,а Рудаков В.М.,б Дорофеева Т.В.,б Ярмоленко О.В.б а ООО «НПО «Медисток»,117545, г. Москва, Днепропетровский пр.,д.4А, e-mail: cardio_saf@mtu-net.ru б Институт проблем химической физики Российской Академии Наук, 142432, г.Черноголовка Московской области, проспект Академика Семенова, д. В связи с ростом сердечно сосудистых заболеваний в последние годы все актуальней встает вопрос разработки и создания импланти руемых электрокардиостимуляторов (ЭКС). Совершенствование ме дицинской техники особенно для имплантируемого использования требует высокой надежности применяемого источника тока.

Разработанные нами Li/CFx источники тока для имплантируемого ЭКС в силу своих характеристик заменяют в настоящее время широко применяемые литий-йодные источники тока. Однако в соответствии с Постановлением правительства Российской Федерации от 29 декабря 2007 г. N 964, гамма-бутиролактон (БЛ), являющийся растворителем в электролите этих источников тока, включен в список сильнодейст вующих наркотических веществ. Учитывая это обстоятельство, нами начаты работы по поиску альтернативы БЛ для возможной замены электролита в выпускаемых Li/CFx источниках тока. Для замены был выбран пропиленкарбонат (ПК). Была изучена зависимость ионной проводимости растворов LiBF4 в ПК от концентрации соли. При кон центрации 5.22 мас.% LiBF4 достигается максимальная проводимость 4.4610-3 См/см при 37 С. Кроме того, проведены испытания штатных источников тока серии ВР для ЭКС с новым электролитом. Пропилен карбонат уступает -бутиролактону при повышенных плотностях тока из-за низкой электропроводности раствора электролита. В тоже время при плотностях тока менее 1 мА/см2 воль-амперные кривые практиче ски не отличаются. Учитывая то обстоятельство, что рабочая плот ность тока катода источника тока в работающем кардиостимуляторе составляет 0,002 мА/см2, можно вполне допустить использование электролита на основе ПК. Проведенные испытания по выбору элек тролита и электрохимические испытания источников тока для ЭКС показали принципиальную возможность замены электролита ГБЛ с LiBF4 на ПК с той же солью. Для решения вопроса использования дан ного электролита для источников тока с повышенными скоростями разряда необходимо решить вопрос повышения проводимости вы бранного электролита, что может быть достигнуто введением специ альных добавок.

104 Химические аспекты современной энергетики и альтернативные энергоносители СТИМУЛИРОВАННЫЙ УЛЬТРАЗВУКОВОЙ КАВИТАЦИЕЙ ПРОЦЕСС ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКОГО ВЫДЕЛЕНИЯ ВОДОРОДА В УЗКИХ КАНАЛАХ СУБМИЛИМЕТРОВЫХ РАЗМЕРОВ Фоменко Л.А., Ловцова Л.Г., Серянов Ю.В.

Саратовский государственный аграрный университет им. Н.И. Вавилова.

410012, Саратов, Театральная пл. Исследовались процессы соноэлектрохимического восстановления (СЭВ) водорода в кислых электролитах под влиянием низкочастотного (НЧ) и высокочастотного (ВЧ) ультразвука на специальных перфориро ванных электродах из диэлектрических материалов с химической метал лизацией стенок отверстий медью, никелем и сплавом олово-висмут.

Установлено, что ВЧ СЭВ непригодно для высокопроизводительной генерации водорода, тогда как наложение НЧ ультразвука приводит к значительным величинам соноускорения выделения водорода, которые могут достигать K H =110 для Al2O3/Cu-отверстий (рис. 1 а) или K H = y y для Al2O3/Sn-Bi-отверстий (рис. 1 б) в сильнокислом электролите с рН=1.

H Рис. 1. Зависимости KY -Е для СЭВ водорода на стенках отверстий r=0,15мм и =1мм, покрытых Cu (а), Sn-Bi (б) при f=22 кГц. Цифрами на кривых обозначена интенсивность УЗ, Вт/см НЧ СЭВ в никелированных отверстиях из сильнокислого электролита оказалось неэффективным. Однако увеличение рН до 5 приводит к росту K H в каналах никелированных отверстий до 50, что позволяет использо y вать для соноэлектролиза обычную воду, рН которой из-за растворенного в ней СО2 близко к 5 и доказывает принципиальную возможность реали зации высокопроизводительного УЗ генератора водорода с применением проточных пластинчатых электродов, перфорированных субмиллиметро выми отверстиями с высокой пространственной частотой.

Стендовые доклады ГАЛЬВАНИЧЕСКИЕ НАНОПОКРЫТИЯ НА ОСНОВЕ ЖЕЛЕЗА Фомичев В.Т., Федоров Ф.С.

Волгоградский государственный архитектурно-строительный университет, Волгоград, 400074, ул. Академическая 1, e-mail: valerifomiche@yandex.ru Исследован процесс гальванического получения сверхтонких, (толщиной 2 – 150 нм) осадков железа и сплава железо-медь. Разрабо тан электролит на основе щелочных пирофосфатных растворов солей железа и меди1. Скорость электроосаждения осадка железа составило 3,5 нм/мин. Осадки прочно сцеплены с основой, чрезвычайно ровные, с характерным металлическим блеском. При увеличении в 150 000 раз наблюдается слабо выраженная микроструктура. Содержание фосфора в осадках железа, измеренных на основе данных Оже-спектроскопии, едва заметно, что подтверждает факт десорбции пирофосфат-ионов с поверхности осаждаемого покрытия. Установлено определенное зна чение используемого режима осаждения на качество получаемых осадков, наиболее качественные осадки получены в потенциостатиче ском режиме2.

Совместное восстановление ионов железа и меди происходит при потенциале -1110 мВ (с максимальным током при -1150 мВ). Увеличе ние температуры раствора электролита увеличивает ток восстанавли вающихся ионов железа. Сплав является смесью одиночных нанокри сталлов меди (5-15 нм) в железной матрице в нанокристаллической форме. Магнитные свойства появляются у осадков сплава, получен ных при температурах от 50 до 75 С (полученные при 25 С – немаг нитны). С увеличением содержания железа в сплаве изменяются фор ма петли гистерезиса и его квадратичность. При концентрации меди более 20% магнитные свойства осадка исчезают.

Показана значительно большая устойчивость сплава железо-медь в среде морской воды в сравнении с осадком железа. По результатам ис следования рекомендованы оптимальные составы электролитов для получения сверхтонких (3 – 250 нм) гальванических покрытий желе зом и сплав.

ЛИТЕРАТУРА 1. Фомичев В.Т., Федоров Ф.С. Патент 2379381 РФ, 2010.

2. Фомичев В.Т., Федоров Ф.С. Известия ВУЗов. Химия и хим.технология, 2009, 52, 65.

106 Химические аспекты современной энергетики и альтернативные энергоносители ПОДБОР ОПТИМАЛЬНЫХ СОСТАВОВ ИЗ СОЛЕЙ ЛИТИЯ ДЛЯ ИХ ВОЗМОЖНОГО ИСПОЛЬЗОВАНИЯ В КАЧЕСТВЕ РАЗНООБРАЗНЫХ СРЕД, СОСТАВОВ С ЗАДАННЫМИ СВОЙСТВАМИ И ЭЛЕКТРОЛИТОВ.

Фролов Е.И., Губанова Т.В., Гаркушин И.К.

ГОУ ВПО Самарский государственный технический университет, 443100, Самара, ул. Молодогвардейская, 244,e-mail: frolov_zhenya@inbox.ru Солевые расплавы являются ценным материалом для современной техники[1]. Наиболее важными в технологическом отношении являют ся соли галогенидов и кислородсодержащих кислот s-элементов IА группы и, в частности, соли лития. Такие композиции востребованы в качестве сред для проведения химических реакций, электролитов раз личного назначения, рабочих тел тепловых аккумуляторов, носителей для сглаживания пиковых нагрузок устройств, работающих при высо ких температурах и т.д.

В работе был сформирован объект из солей лития, включающий (в скобках указаны температуры плавления солей): LiF (849оC), LiCl (610оC), LiBr (550оC), LiVO3 (622оC), Li2MoO4 (702оC), Li2SO4 (858оC).

Для получения состава с заданными свойствами требуется исследова ние физико-химической системы, включающей не более 4 компонен тов. Поэтому были выбраны 4 низкоплавкие соли лития – LiCl, LiBr, LiVO3, Li2MoO4. Рассмотрим два возможных метода подбора составов:

1) простой – соли образуют четверную систему Li||Cl, Br, VO3, MoO4, с температурой плавления (389оС)[2];


2) последовательный – из выбранных солей формируются двойные системы (LiCl-LiBr, 519оC;

LiCl-LiVO3, 491оC;

LiCl-Li2MoO4, 501оC;

LiBr-LiVO3, 473оC;

LiBr-Li2MoO4, 450оC;

LiVO3-Li2MoO4, 533оC)[2]. За тем из двойных систем с минимальной температурой плавления – тройная система LiBr-LiVO3-Li2MoO4 (413оC)[2]. К ней добавляется чет вертый компонент, из исходных солей, с образованием систем (Li||F, Br, VO3, MoO4 – 394оC, Li||Br, VO3, MoO4, SO4 – 376оC, Li||Cl, Br, VO3, MoO4 – 389оC)[2].

ЛИТЕРАТУРА 1. Витинг Л.М. Высокотемпературные растворы-расплавы. М.: Изд-во МГУ, 1991. – 221 с.

2. Фролов Е.И. Фазовые равновесия в пятикомпонентной системе Li||F, Br, VO3, MoO4, SO4. Дис.... канд. хим. наук. Самара, Самарский государственный технический университет, 2010. – 156 с.

Работа выполнена в рамках реализации ФЦП «Научные и научно педагогические кадры инновационной России» на 2009-2013 годы.

Стендовые доклады ПОИСК И СИНТЕЗ МАТЕРИАЛОВ ПОЛОЖИТЕЛЬНЫХ ЭЛЕКТРОДОВ АККУМУЛЯТОРОВ Хайдуков А.А., Медведев Б.С., Евдокимов М.И.

Южный федеральный университет, 344006, г.Ростов-на-Дону, ул.Большая Садовая, 105/ e-mail: klen1964@rambler.ru Аккумуляторы на основе соединений лития в настоящее время на ходят широкое применение. В частности, они используются как ис точники питания для мобильных телефонов, ноутбуков, фотоаппара тов и т.д.

Аккумулятор представляет собой два электрода, погруженных в апротонный электролит. Отрицательным электродом является метал лический литий, или его соединения внедрения LiC6. Положительным электродом является алюминиевая подложка, с нанесенной на нее композитом, состоящим из катодного материала, сажи и связки. В на стоящее время в качестве катодного материала используется LiCO2, но он работает только на 50% от теоретической емкости.

Аккумуляторы характеризуются ЭДС, емкостью, а также до пустимым током эксплуатации, который определяется размерами частиц, скоростью диффузии ионов лития, а также электронной проводимостью.

В данной работе изучались способы получения и электрофизиче ские свойства никель фосфатов лития.

Синтез никель фосфатов лития осуществлён методом твёрдофаз ных реакций с использованием водорастворимых прекурсоров: гидро ксида лития, дигидрофосфата аммония, ацетата никеля, карбоната ни келя и ортофосфорной кислоты. Методом ДТА-ДТГ установлено, что синтез катодного вещества следует проводить при 650 С. Время син теза составляло от 30 минут до 2 часов. Образование целевого продук та наблюдается уже при малом времени синтеза, что было подтвер ждено методом РФА. Размеры частиц продукта оценивались методом сканирующей электронной микроскопии, найдено, что средний размер частиц был порядка 500нм.

Электрофизические испытания показали, что синтезированные ма териалы обладают способностью к циклированию, в пределах 2.7-4.8 В.

ЛИТЕРАТУРА 1. Dell R.M. Solide State Ionics. 2000, 134. 139.

2. Скундин А.М., Ефимов О.Н., Ярмоленко О.В. Успехи химии, 2002, 71, 378.

108 Химические аспекты современной энергетики и альтернативные энергоносители ОСОБЕННОСТИ ТРАНСПОРТА ИОНОВ ЛИТИЯ В ГЕЛЬ-ПОЛИМЕРНЫХ ЭЛЕКТРОЛИТАХ НА ОСНОВЕ ПОЛИЭФИРДИАКРИЛАТА Хатмуллина К.Г., Тулибаева Г.З., Богданова Л.М., Ярмоленко О.В.

Институт проблем химической физики Российской Академии Наук, 142432, г. Черноголовка, Московская обл., пр. акад. Семенова, 1.

E-mail: khatmullina_k@mail.ru Проблема создания полимерных электролитов для литий-поли мерных аккумуляторов является особенно актуальной в настоящее время.

В связи с ростом производства гибридных автомобилей и электромоби лей, возрастают требования к их безопасности. Замена жидкого электро лита на полимерный позволяет решить вышеуказанную проблему.

В этой связи возникает особый интерес к сетчатым полимерным электролитам с полностью аморфной структурой. Нами предложены полимерные электролиты на основе полиэфирдиакрилата (ПЭДА), ко торый при радикальной полимеризации образует трехмерную сетку.

При модификации электролитов на основе ПЭДА и LiClO4 добав ками этиленкарбоната (ЭК) получена экстремальная зависимость про водимости от концентрации ЭК. Для понимания природы этой экстре мальной зависимости проведено комплексное экспериментальное и теоретическое исследование методами ИК-спектроскопии и квантово химического моделирования. Найдено, что изменения в ИК-спектрах происходят ступенчатым образом при увеличении содержания ЭК с формированием на конечном этапе таких же пиков поглощения, кото рые наблюдаются для ИК-спектров растворов LiClO4 в ЭК. Изучение методом функционала плотности энергии и строения смешанных ком плексов Li+, а также LiClO4 c ЭК и ПЭДА, который моделировался олигомерами H–((CH2)2COO(CH2)2O)n–CH3, n10, показал, что при малом содержании ЭК (1–2 молекулы на ион Li+) возникает более прочное связывание иона лития с полимерной матрицей, что и приво дит к снижению проводимости. С увеличением доли ЭК ион Li+ пере ходит в сольватные комплексы с 4 молекулами ЭК и проводимость полимерного электролита достигает значения 210-4 См/см при 20C и 110-3 См/см при 100C.

Работа выполнена при финансовой поддержке РФФИ, проект 10-03-00862 и гранта Некоммерческого партнерства «Глобальная энергия», проект МГ-2011/04/3.

Авторы стали победителями конкурса «Энергия молодости-2010» и выражают ог ромную благодарность Партнерству «Глобальная энергия» за поддержку данной работы.

Стендовые доклады ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ И ФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ СВОЙСТВА МОЛЕКУЛЯРНЫХ ФРАКЦИЙ НАНОДИСПЕРСНОГО ПОЛИТЕТРАФТОРЭТИЛЕНА ФОРУМ® Цветников А.К.,а Матвеенко Л.А.,а Суховерхов С.В.,а Курявый В.Г.,а Опра Д.П.,а Галкин К.Н.,б Гнеденков С.В.а а Институт химии, бИнститут автоматики и процессов управления Дальневосточного отделения Российской Академии Наук,690022, Владивосток, проспект 100-летия Владивостока, 159, e-mail:tsvetnikov@ich.dvo.ru В Институте химии ДВО РАН разработан оригинальный термогазо динамический (ТГД) метод синтеза нанофторполимера ФОРУМ®, осно ванный на термодеструкции блочного политетрафторэтилена (ПТФЭ) при особых газодинамических условиях [1]. ПТФЭ ФОРУМ® состоит из по лимерных молекул с различным молекулярным весом (рис.). При нагре вании до 400о С в газовую фазу переходят молекулы с весом от 338 до 3000 а.е.м.

Рисунок. Хромато-масс спектрометрия ПТФЭ низкомолекулярных фаз до 400 С Исследования показали, что фракции обладают различными физико химическими свойствами, представляющими практический интерес. На пример, прозрачная в оптическом диапазоне пленка, полученная из по рошка PTFE ФОРУМ, обладает способностью поглощать излучение в УФ диапазоне. При этом степень поглощения обратно пропорциональна мо лекулярному весу фракции. Высокая теоретическая энергоемкость поли тетрафторэтилена (3520 W.h/kg) в качестве катодного материала для ли тиевых химических источников тока (ЛХИТ) реализуется только на низ комолекулярном ПТФЭ ФОРУМ. Наибольший практический интерес представляют низкотемпературные фракции, в частности, фракция, полу ченная при 70о С и содержащая в качестве основного молекулярного ком понента C8F16.

ЛИТЕРАТУРА 1. Цветников А.К. Вестник ДВО РАН, 2009, 2. 18.

110 Химические аспекты современной энергетики и альтернативные энергоносители ЭЛЕКТРООСАЖДЕНИЕ И СВОЙСТВА КОМПОЗИЦИОННЫХ ПОКРЫТИЙ, МОДИФИЦИРОВАННЫХ ФУЛЛЕРЕНОМ С Целуйкин В.Н.

Энгельсский технологический институт (филиал) Саратовского государственного технического университета 413100 Саратовская обл., г. Энгельс, пл. Свободы, 17, e-mail: tseluikin@mail.ru Композиционные электрохимические покрытия (КЭП) получают при совместном осаждении металлов с различными дисперсными час тицами из электролитов-суспензий. В последние годы наиболее актив но исследуются КЭП, модифицированные наноразмерными частицами (нанокомпозиционные покрытия). В данной работе предложен метод получения КЭП с дисперсной фазой фуллерена С60 на основе металлов (никель, медь, хром) и сплавов (железо–никель).

Готовили водную дисперсию фуллерена С60 (средний размер час тиц составлял 24 нм) и приливали к соответствующему электролиту.

Покрытия осаждали при постоянном перемешивании. Потенциодина мические исследования показали, что присутствие фуллерена в элек тролите облегчает катодный процесс во всех изученных системах:

КЭП выделяется при менее отрицательных потенциалах, чем покры тия без дисперсной фазы. При электроосаждении в гальваностатиче ском режиме потенциалы сдвигаются в положительную сторону с вве дением фуллерена С60 в электролит.

Фуллерен, будучи акцептором электронов, в растворе электролита приобретает отрицательный заряд. Это способствует адсорбции на его поверхности катионов металла. Укрупненные дисперсные частицы продвигаются к катоду и встраиваются в кристаллическую решетку растущего осадка.

Анализ композиционных покрытий методом вторично-ионной масс-спектрометрии показал, что содержание углерода в них составля ет 2,5% (масс.). При продвижении в глубь осадков содержание углеро да снижается, а содержание металла, наоборот, возрастает.

Включение дисперсных частиц в покрытие приводит к структур ным изменениям металлической матрицы, что сказывается на эксплуа тационных свойствах осадка. Для изученных КЭП вдвое уменьшаются коэффициенты трения скольжения по сравнению с аналогичными осадками без дисперсной фазы фуллерена. Значительно возрастает коррозионная стойкость композиционных покрытий никель–С60 и же лезо–никель–С60.

На основании проведенных исследований можно сделать вывод, что фуллерен С60 способствует формированию композиционных по крытий и оказывает определяющее влияние на свойства осадков.

Стендовые доклады О МЕХАНИЗМЕ АБСОРБЦИИ ВОДОРОДА ПРИ ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКОМ НАВОДОРАЖИВАНИИ ПАЛЛАДИЯ Цивадзе А.Ю., Бардышев И.И., Котенев В.А., Ляхов Б.Ф., Полукаров Ю.М.

Институт физической химии и электрохимии им. А.Н. Фрумкина РАН 119991, Москва, Ленинский проспект 31, корп.4, e-mail:bardyshev@phyche.ac.ru Водород, введенный в металл, радикально изменяет его физико химические и механические свойства. Наибольшей абсорбционной способностью обладает палладий, в котором растворяется до 900 объ емов водорода на один объем Pd.

Методом аннигиляции позитронов (1D кривые угловой корреля ции аннигиляционного излучения УКАИ) исследована атомно электронная структура исходного образца Pd, электрохимически наво дороженного и затем разводороженного Pd. В работе использовали плоские образцы Pd размером 20x20 мм и толщиной 70 мкм. Электро химическое наводораживание образцов проводили в ячейке с разде ленными катодным и анодным пространством в 1М растворе NaOH при плотности тока 3 мА/см2 до достижения в образце необходимой концентрации водорода – до соотношения H:Pd=0.2. Концентрация введенного водорода составляла 1.33*1022 см-3. Получены такие коли чественные характеристики образцов, как значение энергии Ферми EF, концентрация свободных электронов в металле N/V, изменение плот ности упаковки атомов в кристаллической решетке и концентрации вакансионных дефектов.

Обнаружено, что в наводороженном образце Pd, по сравнению с ис ходным образцом, наблюдается увеличение энергии Ферми (от EF =4,7 эВ до EF =5,6 эВ) и концентрации свободных электронов (от N/V= 4,61022см до N/V=6,0 1022см-3). Этот факт указывает на то, что значительная часть введенных в Pd атомов водорода отдает свой электрон в электронный ан самбль свободных электронов металла и, следовательно, находится в ио низированном состоянии. При этом наблюдается уменьшение ширины гауссиана в кривых УКАИ, что свидетельствует о разрыхлении кристал лической решетки Pd при наводораживании. В то же время концентрация вакансионных дефектов увеличивается.

После выдержки наводороженного образца в комнатных условиях в течение 15 суток наблюдается уменьшение концентрации свободных электронов (до N/V= 3,51022см-3) и дальнейшее разрыхление решетки при уменьшении ее дефектности. В результате электрохимического разводораживания образца Pd аннигиляционные характеристики воз вращаются к значениям для исходного образца.

112 Химические аспекты современной энергетики и альтернативные энергоносители БЕЗОТХОДНАЯ ЭКОЛОГИЧЕСКИ БЕЗОПАСНАЯ КОНВЕРСИЯ ОСАДКОВ СТОЧНЫХ ВОД В ТОПЛИВО ДЛЯ ЭНЕРГЕТИКИ И В ПЛОДОРОДНЫЙ ГРУНТ Цивадзе А.Ю., Фридман А.Я., Морозова Е.М., Соколова Н.П., Волощук А.М., Петухова Г.А., Полякова И.Я., Титова В.Н., Явич А.А., Бардышев И.И., Горбунов А.М., Шапохина О.П., Аверин А.А.

Институт физической химии и электрохимии им. А.Н. Фрумкина РАН 119991, Москва, Ленинский проспект 31, корп.4, e-mail:bardyshev@phyche.ac.ru Переработка осадка очистных сооружений в плодородный грунт включает его обеззараживание и обезвреживание с последующей био трансформацией органических веществ в гумус, которая сопровожда ется выделением биогаза – смеси летучих углеводородов, аминов, СО и серосодержащие соединений. Цель настоящей работы – создание безотходного процесса конверсии осадка в топливо и в плодородный грунт. Для этого разработаны электроадсорбционные процессы демер каптизации биогаза и извлечение из него аминов и СО2 с помощью созданных тканевых сорбентов, проводящих электроны, протоны и ОН- ионы. На первой стадии более серосодержащие соединения окис ляются на тканевом аноде – адсорбенте и в виде сульфит – ионов или сульфонат – ионов переносятся в раствор, в котором находится катод.

На второй и третьей стадиях на ткани, как мостике между раствором с катодом и раствором с анодом, амины превращаются в аммонийные ионы и переносятся по ткани в раствор с катодом, а СО2 – в НСО3– пе реносятся в раствор с анодом. Летучие углеводороды, в которых содер жание серы не более 0,01%, СО2 не более 0,5 %, аминов не более 0,5 %, улавливают в нефрас или уайт-спирит с последующим их адсорбцион но–каталитическим электрохимическим гидрирования с помощью тка невых электроно – и Н+ проводящих сорбентов со слоями комплексов нольвалентого кобальта или никеля. Один объем продукта из нефраса поглощает до 280 объемов, а уайт–спирита – до 230 объемов летучих углеводородов. Теплотворная способность раствора в продукте из неф раса 38 мДж/кг, а в продукте из уайт-спирита – 39 мДж/кг.

ЛИТЕРАТУРА 1. Цивадзе А.Ю., Фридман А.М., Морозова Е.М. и др. Теоретические основы химической технологии, 2010, Т. 44, № 5, 601.

2. Цивадзе А.Ю., Фридман А.Я., Морозова Е.М. и др. Теоретические основы химической технологии, 2010, Т. 44, № 5, 415.

Работа выполнена при финансовой поддержке Программы Президиума РАН «Химические аспекты энергетики».

Стендовые доклады КОМПЬЮТЕРНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ЛИТИЙ-ИОННОГО АККУМУЛЯТОРА Чирков Ю.Г.,а Ростокин В.И.,б Скундин А.М.а а Учреждение Российской академии наук Институт физической химии и электрохимии им. А.Н. Фрумкина РАН, 119991, Москва, Ленинский проспект, 31, e-mail: olga.yuri@gmail.com б Национальный исследовательский ядерный университет (МИФИ), 115409, Москва, Каширское шоссе, Проведено компьютерное моделирование процессов, идущих в электродах литий-ионного аккумулятора. В соответствии с рекомен дациями теории пористых электродов изучались модели равновеликих зерен двух (для отрицательного электрода) и трех (для положительно го электрода) типов, исследованы перколяционные свойства активных слоев, рассчитаны величины эффективных коэффициентов для элек тро- и массопереноса в активной массе, рассмотрены различные ре жимы гальваностатического разряда: «идеальный» электрод, электрод с наноразмерными зернами и электрод с тонким активным слоем.

Введено понятие «активные зерна интеркалятора». Проведена оценка максимально допустимой объемной концентрации зерен ин теркалятора в активной массе. Показано, что величина среднего числа электрохимически активных граней у активных зерен интеркалятора не может быть 100%, как это обычно предполагается при исследова нии процессов, совершающихся в отдельном зерне интеркалятора.

Рассчитано среднее число активных граней у активных зерен интерка лятора. Особое внимание уделялось оценке величины диффузионных ограничений, возникающих при извлечении из зерен интеркалятора атомов лития и связанных с малостью коэффициента диффузии D.

Предложена новая квазиодномерная модель структуры и процесса опустошения активных зерен интеркалятора.

Сформулировано условие, когда можно установить связь между средней концентрацией атомов лития в активном зерне интеркалятора и концентрацией атомов лития на поверхности этого зерна. Процесс полного опустошения зерен интеркалятора может быть реализован лишь в том случае, если зерна интеркалятора имеют либо достаточно малые размеры L, точнее, если отношение L/D мало, либо же если дос таточно мала плотность тока разряда электрода. Продемонстрирована желательность работы с электродами, имеющими наноразмерные зер на и электролит с повышенной удельной проводимостью.

114 Химические аспекты современной энергетики и альтернативные энергоносители НОВЫЙ КЛАСС МЕТАЛЛОПОЛИМЕРНЫХ ПОТЕНЦИОМЕТРИЧЕСКИХ СЕНСОРОВ Шабельский А.А.

Орловский государственный аграрный университет, 302019, г. Орел, ул. ген. Родина 69, e-mail: shabelskiy@yandex.ru Разработан новый класс потенциометрических сенсоров на основе металлополимерных микро- и нанокомпозитов. Установлено что оп тимальной электрохимической активностью обладают композицион ные материалы, полученные методом химической металлизации по лимера. Морфологически такие композиции представляют собой так называемые «островковые структуры». Электрохимические же и элек трофизические свойства композитов обусловлены наличием металло полимерных комплексов в тонкой структуре композита.

Были определены основные электрохимические характеристики таких композиционных ион-селективных электродов: стандартный электродный потенциал, чувствительность, предел обнаружения и ко эффициенты селективности. Оказалось, что электродная функция та ких сенсоров имеет некоторые особенности. Она является анионной и супер-Нернстовской. Так, у изготовленных нами электродов, вели чина потенциометрической чувствительности колеблется в пределах 32–37 мВ/дек. Был установлен факт влияния вида полимерной матри цы на электрохимические характеристики композитных мембран.

Значения электрохимических характеристик композитов можно задавать с большой степенью надежности заранее: рассчитывая коли чественные соотношения металла и полимера в композите.

Разработанные композитные потенциометрические сенсоры в силу простоты своего изготовления, малого времени отклика, большой ста бильности и высокой потенциометрической чувствительности находят свое применение в различных видах мониторинга содержания ионов тяжелых металлов.

Стендовые доклады ИМПЕДАНС ЭЛЕКТРОДНЫХ ПРОЦЕССОВ НА СИЛИЦИДАХ И ГЕРМАНИДАХ МЕТАЛЛОВ ТРИАДЫ ЖЕЛЕЗА Шеин А.Б., Кичигин В.И., Вилесов С.П., Пантелеева В.В.

Пермский государственный университет, 614990, Пермь, ГСП, ул. Букирева,15, e-mail: ashein@psu.ru Силициды и германиды металлов перспективны как электродные материалы. Электрохимическое поведение силицидов переходных ме таллов интересно тем, что эти материалы проявляют высокую анод ную стойкость: скорость активного и пассивного анодного растворе ния силицидов металлов группы железа в кислых средах на 3-6 поряд ков величины меньше скорости растворения соответствующих чистых металлов. Важную роль в повышении анодной стойкости силицидов играют такие факторы, как высокая прочность связей M-Si (М – ме талл) и Si-Si в кристаллах силицидов, образование защитных пленок на основе SiO2, частичный перенос электронной плотности от М к Si, облегчающий пассивацию М в MSi кислородом воды и др. Обшир ные сведения о коррозионно-электрохимическом поведении силици дов переходных металлов (Fe, Co, Ni, Mn) ранее были получены ме тодами вольтамперометрии, хроноамперометрии, электронной мик роскопии, РФЭС.



Pages:     | 1 | 2 || 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.