Proceedings of the National Academy of Sciences of Belarus, Chemical Series / Известия Национальной академии наук Беларуси. Серия химических наук
Not a member yet
588 research outputs found
Sort by
Особенности применения эмульсий димеров алкилкетенов и модифицированных смоляных кислот в целлюлозных и макулатурных суспензиях для получения высококачественных видов бумаги и картона
Get PDFThe features of the use of sizing emulsions of alkyl ketene dimers (AKD) and resin acids modified with monoethyl cellosolve maleate (TM) and monoethanolamine (TMAS-3N) for hydrophobization of fibrous suspensions containing primary (sulphate cellulose (unbleached and bleached) from coniferous and hardwood) and secondary (waste paper) semi-finished products, differing in fractional composition and degree of grinding (25-70 °SR). The content of particles of the dispersed phase of the emulsions varied from 0.08 to 0.30 % for the AKD emulsion and from 0.20 to 2.00 % for TM and TMAS-3N. It has been established that the hydrophobic effect of AKD, TM and TMAS-3N emulsions increases when secondary fibrous semi-finished products are replaced with primary ones; it depends on the grinding degree of the fibrous suspension and its fractional composition. A feature of the use of alkyl ketene dimers emulsion lies in the ability of its particles to form hydrophobic β-ketoether bonds with hydroxyl groups of fibers, the number of which increases singnificantly when cellulose fibers are used instead of recycled ones. A feature of the use of TM and TMAS-3N rosin emulsions is their ability to form sizing complexes in the presence of electrolyte, which makes it possible to ensure their electrostatic interaction with the surface of fibers (cellulose and waste paper). The advantage of the TMAS-3N emulsion as compared to TM is the possibility of reducing the content of particles of the dispersed phase by 1.8-6.6 times while achieving high hydrophobicity (absorption with one-sided wetting does not exceed 21 g/m2) and maintaining the original strength of paper and cardboard.Изучены особенности применения проклеивающих эмульсий димеров алкилкетенов (AKD) и смоляных кислот, модифицированных моноэтилцеллозольвмалеинатом (ТМ) и моноэтаноламином (ТМАС-3Н), для гидрофобизации волокнистых суспензий, содержащих первичные (целлюлозу сульфатную (небеленую и беленую) из хвойных и лиственных пород древесины) и вторичные (макулатуру) полуфабрикаты, отличающиеся фракционным составом и степенью помола (25-70 ° ШР). Содержание частиц дисперсной фазы эмульсий варьировали от 0,08 до 0,30 % для AKD и от 0,20 до 2,00 % для ТМ и ТМАС-3Н. Установлено, что гидрофобизирующее действие эмульсий AKD, ТМ и ТМАС-3Н повышается при замене вторичных волокнистых полуфабрикатов на первичные; оно зависит от степени помола волокнистой суспензии и ее фракционного состава. Особенность применения эмульсии димеров алкилкетенов заключается в способности ее частиц образовывать гидрофобные β-кетоэфирные связи с гидроксильными группами волокон, количество которых заметно возрастает при использовании целлюлозных волокон вместо макулатурных. Особенностью применения канифольных эмульсий ТМ и ТМАС-3Н является их способность образовывать проклеивающие комплексы в присутствии электролита, что позволяет обеспечить их электростатическое взаимодействие с поверхностью волокон (целлюлозных и макулатурных). Преимуществом эмульсии ТМАС-3Н по сравнению с ТМ является возможность снижения содержания частиц дисперсной фазы в 1,8-6,6 раза при одновременном достижении высокой гидрофобности (впитываемость при одностороннем смачивании не превышает 21 г/м2) и сохранении первоначальной прочности бумаги и картона
Защитные свойства Zr-содержащих конверсионных покрытий на цинке
Get PDFThe aim of the study is to develop an environmentally friendly chromium-free passivation technology for galvanized steel. Passivation of zinc coatings was carried out by deposition of conversion coatings from solutions containing ZrO(NO3)2, Na2SiF6 and oxidizer H2O2 or K2S2O8. The effect of the solution pH, the concentration of Na2SiF6 and the type of oxidizer on the protective properties of coatings was studied by the drop method and electrochemical method of linear voltammetry in 3 % NaCl using the full factor experiment 23 . The main effects and effects of the interaction of the studied factors for the darkening time of the droplet and the dissolution potential of zinc are calculated. The solution pH in the presence of the oxidizing agent K2S2O8 influences the both parameters in the most extent. Concentration of Na2SiF6 has a significant effect on the dissolution potential of zinc and the least effect on the darkening time of the droplet. An increase in the solution pH and the concentration of Na2SiF6 increases the protective properties of the coatings. Measurements of the mass loss and open circuit potential during the resource testing of conversion coatings in 3% NaCl showed an increase in the corrosion rate over time.Цель исследования − разработка экологически безопасной бесхромовой технологии пассивации гальванически оцинкованной стали. Пассивация гальванических цинковых покрытий проводилась осаждением на них конверсионных покрытий из растворов, содержащих ZrO(NO3)2, Na2SiF6 и окислитель H2O2 или K2S2O8. Изучалось влияние pH раствора, концентрации Na2SiF6 и типа окислителя на показатели защитных свойств покрытий методом капли и электрохимическим методом линейной вольтамперометрии в 3 %-ном NaCl с использованием полного факторного эксперимента 23 . Рассчитаны главные эффекты и эффекты взаимодействия исследованных факторов для времени потемнения капли и потенциала растворения цинка. Наибольшее влияние на оба показателя оказывает pH раствора в присутствии окислителя K2S2O8. Концентрация Na2SiF6 оказывает значительное влияние на потенциал растворения цинка и наименьшее влияние на время потемнения капли. Увеличение pH раствора и концентрации Na2SiF6 увеличивает показатели защитных свойств покрытий. Измерения потери массы и потенциала разомкнутой цепи в процессе ресурсных испытаний конверсионных покрытий в 3 %-ном NaCl показали возрастание скорости коррозии со временем
Поступление сурьмы в атмосферный воздух на территории Беларуси: источники, уровни и многолетняя динамика
Get PDFThe results of the first assessment of the antimony release into the atmospheric air on the territory of Belarus are discussed. The main anthropogenic sources of antimony emission have been identified, the emission factors have been developed, and the volumes of antimony emission for the period from 1990 to 2020 have been calculated. It is shown that total antimony emissions varied in the range from 1.6 to 5.6 tons per year with maximum values in the early 1990 s, and minimal – in 2000. Antimony emission in 2020 on the territory of the country is estimated at 2.4 t, the contribution of Belarus to global emission is 0.1 %. Decreasing trend of antimony emission over a 30-year period and a change in the contribution of the main sources to total emission have been established. A significant decrease in the contribution of stationary combustion of fuel (from 66 to 14 %) is due to a change in the fuel balance and is accompanied by increase of the contribution of brake wear (from 34 to 61 %). The data obtained can be used to model the transport and dispersion of antimony, to assess health and ecosystems risks, and to develope measures to reduce the releases of antimony into the environment.Обсуждаются результаты первой оценки поступления сурьмы в атмосферный воздух на территории Беларуси. Определены основные антропогенные источники выбросов сурьмы, разработаны удельные показатели выбросов и рассчитаны объемы ее поступления за период с 1990 по 2020 г. Показано, что валовые выбросы сурьмы изменялись в диапазоне от 1,6 до 5,6 т в год с максимальными значениями в начале 1990-х годов и минимальными – в 2000 г. Выбросы сурьмы в 2020 г. на территории страны оценены в 2,4 т, вклад Беларуси в глобальные выбросы – в 0,1 %. Установлен нисходящий тренд выбросов сурьмы за 30-летний период и изменение вклада основных источников в валовые выбросы. Существенное снижение вклада стационарного сжигания топлива (с 66 до 14 %) обусловлено изменением топливного баланса; оно сопровождалось увеличением вклада истирания тормозов (от 34 до 61 %). Полученные данные могут быть использованы для моделирования переноса и рассеивания сурьмы, оценки риска для здоровья и экосистем, при разработке мероприятий по сокращению поступления сурьмы в окружающую среду
Получение стабилизированных концентрированных топливных эмульсий со смешанной органической фазой
Get PDFThe work is devoted to obtaining concentrated water-in-oil emulsions (emulsions of II type, inverse emulsions) with a mixed organic phase (hydrocarbons from diesel fuel and fusel oil), stabilized by surface-active compositions based on carboxylic acids and amine-containing compounds. The use of water-fuel emulsions based on liquid hydrocarbons is promising for reduction of costs in the petrochemical industry, energy saving increase and improvement of the environment by disposing of waste from alcohols distillation. The emulsions do not lose quality during long-term storage and are able to burn with high thermal efficiency. The synthesized surfactants used as emulsion stabilizers were studied by IR spectroscopy. For them, the surface tension isotherms were obtained by the tensiometric method, their colloid-chemical characteristics were determined (the critical concentration of micellization and the corresponding surface tension of an aqueous solution, the maximum adsorption at the solution-air interface, the Gibbs free energy of adsorption, the area per molecule or ion in the surface layer, hydrophilic-lipophilic balance), their emulsifying ability was evaluated. Visual microscopic observation of the structure of the obtained emulsions was carried out. The stability of emulsions at various temperatures and during long-term storage has been studied.Работа посвящена получению концентрированных топливных эмульсий типа «вода в масле» (эмульсий II рода, обратных эмульсий) со смешанной органической фазой (углеводороды из дизельного топлива и сивушного масла), стабилизированных поверхностно-активными композициями на основе карбоновых кислот и аминосодержащих соединений. Использование водотопливных эмульсий на основе жидких углеводородов перспективно для снижения расходов в нефтехимической отрасли, повышения энергосбережения и улучшения экологии путем утилизации отходов ректификации спиртов. Эмульсии не теряют качества при длительном хранении и способны сгорать с высокой тепловой эффективностью. Синтезированные поверхностно-активные реагенты, которые используются в качестве стабилизаторов эмульсий, исследованы методом ИК-спектроскопии. Для них тензиометрическим методом получены изотермы поверхностного натяжения, определены их коллоидно-химические характеристики (критическая концентрация мицеллообразования и соответствующее ей поверхностное натяжение водного раствора, максимальная адсорбция на границе раздела раствор-воздух, свободная энергия адсорбции Гиббса, площадь, приходящаяся на молекулу или ион в поверхностном слое, гидрофильно-липофильный баланс), оценена их эмульгирующая способность. Проведено визуальное микроскопическое наблюдение за структурой полученных эмульсий. Изучена стабильность эмульсий при различных температурах и длительном хранении
Электрохимическая переработка активной массы отработанных марганцево-цинковых химических источников тока
Get PDFIn order to process primary manganese-zinc chemical current sources, the technology for processing and separation of active mass components is optimized. The technology involves the extraction of zinc in the form of powder and in the form of coatings. Manganese compounds will be extracted in the form of manganese dioxide, while reducing the hazard class of waste to the fourth. The quantitative and qualitative composition of the electrolyte after leaching was determined by titrometric method. The highest concentration in the leaching electrolyte was observed for zinc Zn2+ and manganese Mn2+ ions, their concentrations were 34 and 41.36 g/dm3, respectively. Fe2+ iron ions were present in small amounts in the solutions. Using electrolytic processing of acid and alkaline solutions by leaching the active mass of spent manganese-zinc current sources, zinc in the form of coating was extracted.С целью переработки первичных марганцево-цинковых химических источников тока является оптимизация технологии по переработке и разделению компонентов активной массы. Технология предполагает извлечение цинка в виде порошка, так и в виде покрытий. Соединения марганца будут извлекаться в виде диоксида марганца, при этом предполагается уменьшение класса опасности отходов до четвертого. Определен количественный и качественный состав электролита после выщелачивания титрометрическим методом. Наибольшая концентрация в электролите выщелачивания наблюдалась по ионам цинка Zn2+ и марганца Mn2 их концентрация составила 34 и 41,36 г/дм3 соответственно. В небольших количествах в растворах присутствовали ионы железа Fe2+. Путем электролитической переработки кислотного и щелочного растворов выщелачивания активной массы отработанных марганцево-цинковых источников тока извлекли цинк в виде покрытия
Солевой состав и физико-химические процессы в объеме гранул удобрений на стадии хранения
Get PDFThe results of studies of the salt composition and physicochemical processes occurring in separate layers (volume) of granules of complex fertilizers based on ammonium phosphates at the stage of storage in the interval up to 180 days are given. The data of chemical and physicochemical studies, as well as the analysis of microphotographs and element-by-element composition of granules showed the absence of a significant gradient of concentrations of individual components in the volume of granules when they arrive from the technological process. The course of secondary conversion processes in the volume of granules during 3 and 6 months of storage was established, leading, in particular, to a significant decrease in the content of ammonium dihydrogen phosphate in the product from 25.41-27.91 to 1.23-3.25 % and urea, as well as the formation of newdouble salts and adducts: (Kχ,(NH4)1-χ)•H2PO4, CO(NH2)2•NH4Cl. The change in the phase composition of the product during long-term storage and the associated chemical interaction between the layers of individual granules is accompanied by an increase in caking. It is established that during 3 and 6 months of storage, the content of the liquid phase increases, which leads to a partial decrease in the content of individual components. The most active process of sorption of water vapor proceeds in the 1st (outer layer) of granules, while fluctuations in its content in deeper layers are within the margin of error. The dependence of the caking of the product on the type of injected nitrogen-containing component and the forms of nitrogen content in it has been established. The results of the study made it possible to recommend ways to reduce caking and improve the physical and mechanical properties of complex fertilizers during their storage and transportation: increasing the molar ratio at the ammoniation stage to values corresponding to the formation of diammonium phosphate; increasing the ratio of ammonium to the amide form of nitrogen; an increase in the proportion of granular urea in the composition of the fertilizer, followed by the complete exclusion of prilled urea.Приведены результаты исследований солевого состава и физико-химических процессов, протекающих в отдельных слоях (объеме) гранул комплексных удобрений на основе фосфатов аммония на стадии складского хранения до 180 сут. Данные химических и физико-химических исследований, а также анализ микрофотографий и поэлементного состава показал отсутствие значимого градиента концентраций отдельных компонентов в объеме гранул удобрений при их поступлении на склад из технологического процесса. Установлено протекание вторичных конверсионных процессов в объеме гранул в течение 3- и 6-месячного хранения, приводящих, в частности, к существенному снижению содержания в продукте дигидрофосфата аммония с 25,41-27,91 до 1,23-3,25 мас.% и карбамида, а также образованию новых двойных солей и аддуктов: (Kχ(NH4)1-χ)•H2PO4, CO(NH2)2•NH4Cl. Изменение фазового состава продукта в процессе длительного хранения и связанное с этим химическое взаимодействие между слоями отдельных гранул сопровождается увеличением слеживаемости. Установлена зависимость слеживаемости продукта от вида вводимого азотсодержащего компонента и форм содержания в нем азота. Результаты исследования позволили рекомендовать пути снижения слеживаемости и улучшения физико-механических свойств комплексных удобрений, в частности, повышение мольного соотношения на стадии аммонизации до значений, соответствующих образованию диаммонийфосфата; увеличение соотношения аммонийной к амидной форме азота; увеличение доли гранулированного карбамида в составе удобрения с последующим полным исключением приллированного карбамида
Получение тринатрийфосфата обменным разложением аммофоса кальцинированной содой
Get PDFBased on the results of experimental studies, a method for producing trisodium phosphate monohydrate, which has a low bulk density and a high hygroscopicity point, has been developed. The results of a study of the physicochemical parameters of obtaining trisodium phosphate by neutralization of ammophos with soda ash and sodium hydroxide are presented. The data on the physicochemical parameters of the processes of exchange decomposition of ammophos with soda ash followed by neutralization with sodium hydroxide are given.По результатам экспериментальных исследований разработан способ получения моногидрата тринатрийфосфата, который имеет низкую насыпную плотность и высокую точку гигроскопичности. Представлены результаты исследования физико-химических параметров получения тринатрийфосфата нейтрализацией аммофоса кальцинированной содой и гидроксидом натрия. Приведены данные физико-химических параметров процессов обменного разложения аммофоса кальцинированной содой с последующей нейтрализацией гидроксидом натрия
Формирование октакальцийфосфата при взаимодействии карбоната кальция и монокальцийфосфата моногидрата в гальваностатических условиях
Get PDFThe calcium phosphate composite octacalcium phosphate / calcite was obtained at pH 5–7 from the CaCO3/Ca(H2PO4)2 aqueous suspension in a galvanostatic mode at a current density of 20 mA/cm2 for 20 min. Drying at 80 °C without the precipitate maturation stage led to a powder formation consisting of brushite, calcite and a small amount of octacalcium phosphate. Prolonged maturation in air for 2 months led to the hydrolytic transformation of brushite into octacalcium phosphate stabilized by calcite. The use of electric current made it possible to increase the amount of octacalcium phosphate in the composite powder with the morphology of lamellar rosettes. Calcination at 800 °C of the composite powders led to the formation of α/β-tricalcium phosphate, β-calcium pyrophosphate, hydroxyapatite, and calcium oxide.Кальцийфосфатный композит октакальцийфосфат/кальцит получали в водной среде при pH 5–7 из суспензии CaCO3/Ca(H2PO4)2 в гальваностатическом режиме при плотности тока 20 мА/см2 в течение 20 мин. Высушивание при 80 °C без стадии созревания осадка приводило к получению порошка, состоящего из брушита, кальцита и малого количества октакальцийфосфата. Длительное созревание на воздухе (2 мес.) приводило к гидролитической трансформации брушита в октакальцийфосфат, стабилизированный кальцитом. Использование электрического тока позволило увеличить количество октакальцийфосфата в составе композитного порошка с морфологией пластинчатых розеток. Термообработка при 800 °C композитных порошков приводила к формированию α/β-трикальцийфосфата, β-пирофосфата кальция, гидроксиапатита и оксида кальция
Композиционная технология получения бумаги и картона, включающая синтетические волокна
Get PDFIn the modern world, the importance and volumes of packaging produced are constantly increasing. It is a powerful means of promoting goods on the market, but at the same time, the role of its quality increases. Currently, paper and paperboard packaging is not only a significant part of paper and paperboard market in general, but also a large part of the world’s packaging consumption. Currently, the world pays special attention to the use of secondary paper waste for the production of paper and cardboard and increase the volume of their processing. The article is devoted to the production of new types of multilayer paper and cardboard with the addition of chemical fiber and secondary waste, as well as high-quality paper and cardboard that can be used in the printing industry, in order to save valuable cotton cellulose in the country. However, the article shows in what proportions it is advisable to use secondary fibers in combination with cellulose in the production of multilayer composite paper and cardboard for the printing and paper industries.В настоящее время в мире особое внимание уделяется использованию вторичных бумажных отходов для производства бумаги и картона и увеличению объемов их переработки. Показано производство новых видов многослойной бумаги и картона с добавлением химических волокон и вторичных отходов, а также качественной бумаги и картона, которые можно использовать в полиграфической промышленности с целью экономии ценной хлопковой целлюлозы в стране. Найдены необходимые пропорции, которые целесообразно включать во вторичные волокна в сочетании с целлюлозой при производстве многослойной композиционной бумаги и картона для полиграфической и бумажной промышленност
Каталитическая активность порошковых сплавов никель–медь в процессах электрохимического выделения водорода в растворе щелочи и щелочном растворе этанола
Get PDFNi93Cu and Ni82Cu (at%) alloys were synthesized by the method of combined chemical reduction of Ni(II) and Cu(II) with hydrazine hydrate. These alloys consist of crystalline phases of nickel, solid solution of copper in nickel. Determination by the “capacitive method” of the electrochemically active surface area of working graphite electrodes with “catalytic inks” containing Ni93Cu and Ni82Cu powders showed that it is 4 and 20 % larger than for nickel powder, respectively. It was found that powder alloys Ni93Cu and Ni82Cu are applicable as catalysts for the electrochemical process of hydrogen evolution in alkaline solutions and alkaline ethanol solution. It was determined that the catalytic activity of Ni82Cu powder alloy in the process of hydrogen evolution in the alkaline ethanol solution is higher than for nickel and Ni93Cu powders. The catalytic ability of the Ni82Cu powder alloy during cycling for 25 cycles practically does not change, in contrast to Ni and Ni93Cu. Методом совместного химического восстановления Ni(II) и Cu(II) гидратом гидразина синтезированы сплавы Ni93Cu и Ni82Cu (ат.%), состоящие из кристаллических фаз никеля, твердого раствора меди в никеле. Определение емкостным методом электрохимически активной площади поверхности рабочих графитовых электродов с «каталитическими чернилами», содержащими порошки Ni93Cu и Ni82Cu, показало, что она на 4 и 20 % больше, чем для порошка никеля. Установлено, что порошковые сплавы Ni93Cu и Ni82Cu применимы в качестве катализаторов электрохимического процесса выделения водорода в растворах щелочей и щелочном растворе этанола. Определено, что каталитическая активность порошкового сплава Ni82Cu в процессе выделения водорода в щелочном растворе этанола выше, чем для порошков никеля и Ni93Cu. Каталитическая способность порошкового сплава Ni82Cu при циклировании в течение 25 циклов практически не меняется в отличие от Ni и Ni93Cu.