Fine Chemical Technologies (E-Journal) / Тонкие химические технологии
Not a member yet
1367 research outputs found
Sort by
Древнеримская технология получения алюминия: реконструкция процесса
Get PDFAncient sources indicate that aluminum was known at Ancient Rome. The article attempts to reconstruct the ancient technological process of production of metallic aluminum based on the currently available information about the properties of aluminum and modern production methods.Античные источники свидетельствуют, что алюминий был известен еще в Древнем Риме. В статье делается попытка реконструировать древний технологический процесс производства металлического алюминия на основе имеющихся на настоящий момент сведений о свойствах алюминия и соеременньх: методах производства
О химической технологии. Заметки на полях студенческих работ Менделеевского конкурса
Get PDFThe general results of the 2018-2019 Mendeleev competitions for chemistry students have been presented and a detailed analysis of technological work of the last few years are given from the point of view of compliance of their subject and content to modern representations about chemical technology as science. An increased interest by representatives of leading companies, scientific organizations, and enterprises in the Mendeleev competition has been demonstrated. This is largely determined by the request of the chemical industry to train motivated chemical and technical specialists that possess research and implementation competencies. The possibility of forming the topics and content of students' scientific research based on the hierarchical structure of the chemical-technological system, the achievements of the theoretical foundations of chemical technology, and the principles of technology creation is shown.Представлены общие результаты Менделеевских конкурсов студентов-химиков 2018-2019 г.г. и дан более подробный анализ технологическихработ последних лет с точки зрения соответствия их тематики и содержания современным представлениям о химической технологии как науки. Отмечен возросший интерес представителей ведущих компаний, научных организаций и предприятий к Менделеевскому конкурсу, что в значительной степени определяется запросом химической промышленности на подготовку мотивированных специалистов химико-технологического профиля, обладающих научно-исследовательскими и внедренческими компетенциями. Показана возможность формирования тематики и содержания научных исследований студентов, исходя из иерархической структуры химико-технологической системы, достижений теоретических основ химической технологии и принципов создания технологий
Определение происхождения природного битума в мумифицирующих смолах древнеегипетских мумий из собрания ГМИИ им. А.С. Пушкина
Get PDFThis work presents the results of a study of the resins of seven Ancient Egyptian mummies from the collection of the Pushkin State Museum of Fine Arts using a complex of analytical methods: gas chromatography, atomic emission and mass spectrometry. Natural bitumen and beeswax were identified in the resins using the gas chromatography–mass spectrometry method. Based on the results of hydrocarbon distribution in the profiles of n-alkanes in the resin coatings of the mummies and naturally occurring bitumen, it was assumed that the Dead Sea bitumen was used. The gas chromatography–mass spectrometry studies of mummy resins in the selected ion mode (m/z 217 and 191) provided additional evidence of the bitumen’s geographic origin. Atomic emission spectrometry with inductively coupled plasma was used as a means to determine the content of microelements. Vanadium, nickel and molybdenum were found in the tar of five mummies. The determined relative amounts of vanadium, nickel, and molybdenum in the resins of the studied mummies showed a good correlation with the available data on the content of these elements in the Dead Sea bitumen, as well as the Fayum mummy resin based on this bitumen. The advantages of using the method of identifying bitumen in mummy resins based on relative content of vanadium, nickel, and molybdenum were revealed.В работе представлены результаты исследования составов смол семи древнеегипетских мумий из коллекции Государственного музея изобразительных искусств имени А.С. Пушкина с применением комплекса аналитических методов: газовой хроматографии (ГХ), атомно-эмиссионной и масс-спектрометрии (МС). Методом ГХ–МС в них идентифицированы природный битум и пчелиный воск. По результатам распределений углеводородов в профилях н-алканов в смоляных покрытиях мумий и природных битумов высказано предположение об использовании битума Мертвого моря. Дополнительные доказательства географического происхождения битума получены ГХ–МС-исследованием смол мумий в режиме мониторинга заданных ионов (m/z 217 и 191). Методом атомно-эмиссионной спектрометрии с индуктивно связанной плазмой определено содержание микроэлементов и показано, что в смолах пяти мумий присутствуют ванадий, никель и молибден. Полученные результаты свидетельствуют об удовлетворительной корреляции их с литературными данными по содержанию указанных элементов в битуме Мертвого моря и смоле Фаюмской мумии на основе этого битума. Выявлены преимущества использования метода идентификации битума в смолах мумий по относительному содержанию ванадия, никеля и молибдена
Влияние смесей полиэтиленгликолей в качестве мазевой основы на физико-химические свойства лавсановых атравматичных раневых повязок
Get PDFObjectives. Modern atraumatic wound dressings are based on polyethylene terephthalate, or Lavsan, which is shaped to form threads. The aim of the study was to determine the reasons for Lavsan woven nets’ hardening and becoming more trauma-prone during storage, and to find ways of eliminating these effects.Methods. We used differential scanning calorimetry, performed on a NETZSCH DSС 204 F1 Phoenix device, in a dynamic mode with a temperature range from 20 to 300 °C in argon flow to determine phase states, glass transition temperatures, and melting temperatures of Lavsan fibers (including those treated with polyethylene glycol mixtures). We performed rheoviscometry studies on a Brookfield DV2TLV rotational viscometer, with a SC4-16 thermostatic control unit, at the following temperatures: 25, 36.6, 40, 45, 50, and 55 °C, with shear rates ranging from 120 to 200 s–1 to determine dynamic viscosity and investigate the mixing characteristics of polyethylene glycols with different molecular weights.Results. We have established that samples of Lavsan woven nets, stored long-term in laboratory conditions (up to 2, 3, and 16 years), are in the crystalline state with a high degree of crystallinity. Upon heating these nets to 300 °C, it is possible to reduce the degree of crystallinity by 19–32%, but it does not completely eliminate the effect. Polyethylene glycols and their mixtures which exhibit non-Newtonian flow behavior and are used as an ointment base, have a significant effect on Lavsan’s crystallinity. We have determined that the optimal ratio of polyethylene glycols for the modification of Lavsan nets is PEG-400:PEG-1500 = 80:20 wt %. Upon storing Lavsan woven nets in this mixture at room temperature, the Lavsan’s crystallinity is greatly reduced, and upon heating the system, the crystallinity practically disappears.Conclusions. The effect of polyethylene glycol mixtures (the base for therapeutic ointments) with various molecular weights on the phase organization of Lavsan has been evaluated. As a result of this study, we can offer a new approach to reduce the injuring effect of synthetic (Lavsan) bases of atraumatic wound dressings.Цели. Основой современных атравматичных раневых повязок является полиэтилентерефталат (или лавсан), которому придают вид нитей. Целью работы являлось определение причин увеличения жесткости и травматичности лавсановых тканых сеток при хранении и поиск путей устранения этого эффекта.Методы. Для определения фазового состояния, температуры стеклования и плавления лавсановых волокон, в том числе после обработки смесями полиэтиленгликолей, использовали дифференциальную сканирующую калориметрию, которую проводили на приборе NETZSCH DSС 204 F1 Phoenix в динамическом режиме в диапазоне температур от 20 до 300 ºС в токе аргона. Для определения динамической вязкости и оценки характера смешения полиэтиленгликолей разной молекулярной массы применяли метод реовискозиметрии, которую осуществляли на ротационном вискозиметре Brookfield DV2TLV с термостатируемым рабочим узлом SC4-16 при температурах: 25, 36.6, 40, 45, 50 и 55 ºС в диапазоне скоростей сдвига от 120 до 200 с –1 .Результаты. Установлено, что длительно выдержанные в лабораторных условиях (до 2, 3 и 16 лет) образцы лавсановых тканых сеток находятся в кристаллическом состоянии с высокой степенью кристалличности. Прогрев этих сеток до 300 ºС позволяет снизить степень кристалличности на 19–32%, но не устраняет ее полностью. Полиэтиленгликоли и их смеси, которые используют в качестве мазевой основы, проявляющие неньютоновское поведение при течении, оказывают заметное влияние на степень кристалличности лавсана. Установлено оптимальное соотношение полиэтиленгликолей для модификации лавсановых сеток: ПЭГ-400:ПЭГ-1500 = 80:20 мас. ч. После выдерживания лавсановой тканой сетки в этой смеси при комнатной температуре степень кристалличности лавсана сильно снижается, а после прогрева такой системы кристалличность практически исчезает.Заключение. Оценено влияние на фазовую организацию лавсана смесей полиэтиленгликолей различной молекулярной массы, являющихся основой лечебных мазей. В результате проведенной работы предложен новый подход для уменьшения травматичности синтетических (лавсановых) основ атравматичных раневых повязок
Оригиналы операционных изображений для обобщенных задач нестационарной теплопроводности
Get PDFA series of operating (Laplace) non-standard images, the originals of which are absent in well-known reference books on operational calculus, are considered. By reducing one of the basic images to the Riemann-Mellin contour integral for the modified Bessel functions and analyzing the corresponding inversion formula using the approaches of the complex variable function theory, an analytical form of the original original is found, which is abrupt in nature with a break point. It is shown that analytical solutions of the corresponding mathematical models using the found originals have a wave character, which is expressed by the presence of the Heaviside step function in the solutions. The latter means that at any time there is a region of physical disturbance to the point of discontinuity and an unperturbed area after the point of discontinuity. The images studied are included in the operational solutions of mathematical models in many areas of applied mathematics. physics, thermomechanics, thermal physics, in particular in the theory of thermal shock of viscoelastic bodies, in the study of the thermal reaction of solids based on the classical Maxwell-Cattaneo-Lykov-Vernott phenomenology, taking into account the final rate of heat propagation. These models are needed to study the thermal reaction of relatively new consolidated structurally sensitive polymeric materials in structures exposed to high-intensity external influences. The analytical relations obtained for the originals and the original improper integrals resulting from them, containing combinations of Bessel functions, can be used in the general methodology of constructing and applying various mathematical models in a wide range of external influences on materials in many fields of science and technology.Рассмотрена серия операционных (по Лапласу) нестандартных изображений, оригиналы которых отсутствуют в известных справочниках по операционному исчислению. Путем сведения одного из базовых изображений к контурному интегралу Римана-Меллина для модифицированных функций Бесселя и анализа соответствующей формулы обращения с использованием подходов теории функций комплексного переменного установлен аналитический вид искомого оригинала, имеющего скачкообразный характер с точкой разрыва. Показано, что аналитические решения соответствующих математических моделей с использованием найденных оригиналов имеют волновой характер, что выражается наличием в решениях ступенчатой функции Хевисайда. Последнее означает, что в любой момент времени существует область физического возмущения до точки разрыва и невозмущенная область после точки разрыва. Изученные изображения входят в операционные решения математических моделей во многих областях прикладной математики, физики, термомеханики, теплофизики, в частности в теории теплового удара вязкоупругих тел, при изучении тепловой реакции твердых тел на основе классической феноменологии Максвелла-Каттанео-Лыкова-Вернотта с учетом конечной скорости распространения теплоты. Указанные модели необходимы для изучения термической реакции сравнительно новых консолидированных структурно-чувствительных полимерных материалов в конструкциях, подверженных высокоинтенсивным внешним воздействиям. Полученные для оригиналов аналитические соотношения и вытекающие из них оригинальные несобственные интегралы, содержащие комбинации функций Бесселя, могут быть использованы в общей методологии построения и применения разнообразных математических моделей в широком диапазоне внешних воздействий на материалы во многих областях науки и техники
Окисление монооксида углерода кислородом в водно-ацетонитрильных растворах бромидных комплексов палладия(II) в присутствии фталоцианинатов Со(II), Fe(II) и Mn(III)
Get PDFObjectives. The objective of this paper was to compare acetylene oxidative dicarbonylation that leads to maleic anhydride with a side reaction of CO oxidation by oxygen in a PdBr2-LiBr-H2C-CH3CN system and in the presence of insoluble (Co) and soluble (Co, Fe, and Mn) phthalocyaninates (PcM).Methods. To study the oxidation of CO to CO2, a kinetics method was used; UV and IR spectroscopy was used to determine the concentrations of initial and intermediate compounds.Results. The knetics of CO to CO2 oxidation were investigated and the reactivity series of PcM in CO oxidation and maleic anhydride synthesis was characterized. A satisfactory correlation was observed between reaction rates and PcM concentration, as well as the nature of metal, in both processes. The IR measurements of concentrations of Pd(II) and Pd(I) intermediate carbonyl complexes, and CO2 concentrations, have made it possible to hypothesize the mechanism of CO2 generation. The effect of PcM concentration on the concentrations of Pd(II)(CO) in CO oxidation has been shown.Conclusions. Based on the data regarding CO oxidation and acetylene oxidative dicarbonylation, certain conditions have been proposed to effectively produce double-labeled maleic anhydride with 13C (from 13CO).Цели. Сравнение результатов изучения процесса окислительного дикарбонилирования ацетилена до малеинового ангидрида (МА) с закономерностями побочной реакции окисления СО кислородом в системе PdBr2–LiBr–Н2О–ацетонитрил в присутствии нерастворимых (Со) и растворимых (Co, Fe и Mn) фталоцианинатов (РсМ).Методы. Использованы кинетический метод для изучения реакции окисления СО до СО2 и УФ- и ИК-спектроскопия для контроля за концентрациями исходных и промежуточных соединений.Результаты. Изучена кинетика образования CO2. Установлены ряды активности РсМ в реакции окисления СО и получения МА и показана удовлетворительная корреляция характера зависимостей скоростей RCO2 и RMA от [PcM] и от природы металла в обоих процессах. По результатам измерения концентраций промежуточных карбонильных комплексов Pd(II) и Pd(I) и концентраций СО2 в ходе процесса м.етодом ИК-спектроскопии предложены гипотезы о механизме образования СО2, а также установлено влияние [PcM] на концентрацию [PdII](CO) в стационарных условиях в ходе каталитического процесса окисления СО.Заключение. По результатам изучения модельной реакции окисления СО и закономерностей окислительного дикарбонилирования ацетилена предложены рекомендации по условиям эффективного процесса получения дваждыы13С-меченного малеинового ангидрида (из 13СО)
Рутений: прошлое и настоящее
Get PDFThis article provides information on one of the most interesting elements in the D.I. Mendeleev Periodic Table - ruthenium, discovered 175 years ago by the outstanding Russian chemist Karl Karlovich Klaus. Its most important physical properties, a variety of oxidation states, and a tendency to form countless compounds have been noted, mocking it unique and indispensable in all areas of science, technology, and in society. We have taken into consideration the structure of ruthenium consumption today as well as a few prospects for its future use.В представленной статье приведена информация об одном из интереснейших элементов Периодической системы Д.И. Менделеева - рутении, открытом 175 лет назад выдающимся русским химиком Карлом Карловичем Клаусом Отмечены его важнейшие физические свойства, многообразие степеней окисления, склонность к образованию бесчисленного количества соединений, что обусловило его уникальность и сделало незаменимым во всех сферах науки, техники и в социальной сфере. Рассмотрена структура потребления рутения в наши дни, а также некоторые перспективы применения в будущем
О возможности применения водных растворов поливинилметилового эфира для эмболизации кровеносных сосудов
Get PDFAqueous solutions of polyvinyl methyl ether were investigated in order to test whether it is possible to utilize them as bases for embolic agents used to deliberately block blood vessels. This may be necessary in the course of treatment of vascular abnormalities, tumors, as well as during the preparation of patients for surgery. The right branch of the binodal curve for the binary system “polyvinyl methyl ether–water” was drawn using the cloud point method and the lower critical mixing temperature (35.5 °C) was calculated. Furthermore, the exact concentration of polyvinyl methyl ether in aqueous solutions at which phase transition occurs (given the temperature of 35.5 °C) was found to be 30 wt %. The viscosity–velocity curves for the 30% solution of polyvinyl methyl ether, obtained by rheoviscometry in the temperature range of 5 to 36 °C, indicate that this aqueous solution has a low viscosity and behaves like a Newtonian fluid. However, at the temperature of 35 °C and higher, close to the phase transition, a significant deviation from its Newtonian behavior is observed due to precipitation of polyvinyl methyl ether as it forms a solid white mass. Through the use of the Arrhenius–Frenkel–Eyring equation, the activation energy of the viscous flow for polyvinyl methyl ether solutions was found to be 31 kJ/mol. Based on refractometry data, it was demonstrated that phase transition in aqueous solutions of polyvinyl methyl ether is reversible. This feature can facilitate medical equipment cleaning before introducing the embolic agent into a patient’s bloodstream. Finally, the investigation determined some parameters, in which the formation of embolic agents from a 30% polyvinyl methyl ether aqueous solution occurs (in situ in a blood vessel at a temperature of 35.5 °C).Статья посвящена исследованию водных растворов поливинилметилового эфира с целью определения возможности их использования в качестве основы эмболизирующего состава для преднамеренной закупорки кровеносных сосудов при терапии сосудистых аномалий, опухолей и предоперационной подготовке пациентов. На основании экспериментальных данных, полученных с помощью метода точек помутнения, построена правая ветвь бинодальной кривой бинарной системы поливинилметиловый эфир – вода и определено значение нижней критической температуры смешения (35.5 °С). Определена концентрация поливинилметилового эфира в водном растворе, при которой фазовый переход происходит при температуре 35.5 °С – она составляет 30% мас. Вязкостно-скоростные кривые 30%-го водного раствора поливинилметилового эфира, полученные с помощью метода реовискозиметрии в широком диапазоне температур 5–36 °С, свидетельствуют, что исследуемые растворы низковязки и проявляют ньютоновское поведение при течении. Однако уже при 35 °С и выше в области фазового перехода наблюдается значительное отклонение от ньютоновского поведения вследствие выпадения поливинилметилового эфира из раствора в виде белой твердой массы. В рамках уравнения Аррениуса–Френкеля–Эйринга оценена энергия активации вязкого течения водных растворов поливинилметилового эфира, которая составляет 31 кДж/моль. С помощью рефрактометрии было показано, что фазовый переход в исследуемых растворах имеет обратимый характер, что, в частности, облегчает очистку оборудования для введения эмболизирующего состава в организм пациента. В результате работы определены некоторые параметры, при которых формирование эмбола в кровеносном сосуде in situ происходит из 30%-го водного раствора поливинилметилового эфира при температуре 35.5 °С
ХИМИЧЕСКОЕ РАВНОВЕСИЕ В СИСТЕМЕ ПРОПИОНОВАЯ КИСЛОТА - ЭТИЛОВЫЙ СПИРТ - ЭТИЛПРОПИОНАТ - ВОДА И ЭКСТРАКЦИОННЫЕ ПРОЦЕССЫ С УЧАСТИЕМ ГЛУБОКИХ ЭВТЕКТИЧЕСКИХ РАСТВОРИТЕЛЕЙ
Get PDFNew experimental data on the chemical equilibrium in the propionic acid - ethanol - ethyl propionate - water system at 293.15 K and atmospheric pressure are presented. Chemically equilibrium compositions corresponding to the liquid-liquid equilibrium were obtained by gas chromatographic analysis. Using the method of nuclear magnetic resonance, homogeneous chemically equilibrium compositions were determined and the concentration equilibrium constant is calculated. The surface of chemical equilibrium and the region of splitting chemically equilibrium compositions are represented in the square of the transformed concentration variables. Comparison of the data obtained in the work with the literature was carried out at 303.15 and 313.15 K. It was found that the region of such compositions decreases with increasing temperature, while the surface of chemical equilibrium does not change the shape and position in the concentration space in the temperature range 293.15-313.15 K and atmospheric pressure. Liquid-liquid equilibrium compositions have also been obtained by gas chromatographic analysis for ethanol and ethyl propionate in the pseudo-ternary system using deep eutectic solvents (DES) based on choline chloride and glycerol / urea in whole range of concentration. The analysis of the extraction properties of DES showed the highest efficiency of DES based on choline chloride and urea. Experimental data on phase equilibrium are processed using Othmer-Tobias and Hand models. The calculated correlation coefficient (more than 0.99) indicates a high internal consistency of the experimental data obtained in this work
Разделение смеси вода – муравьиная кислота – уксусная кислота в присутствии сульфолана
Get PDFIn this paper, extractive distillation flowsheets for water–formic acid–acetic acid mixtures were designed. Flowsheets not involving preliminary dehydration were considered, and the relative volatilities of the components in the presence of sulfolane were analyzed. The result of extractive distillation depends on the amount of sulfolane. The structure of the flowsheet is determined by the results of the basic ternary mixture extractive distillation. In three-column flowsheets (schemes I, II), water is isolated in the distillate of the extractive distillation column. In the second column, distillation of the formic acid–acetic acid–sulfolane mixture is carried out, yielding formic acid (90 wt %) and acetic acid (80 wt %). The recycled flow is returned to the first column. Dilution of the formic acid–acetic acid–sulfolane mixture with sulfolane (second column of flowsheet II) allows for acids of higher quality (main substance content equal to or more than 98.5 wt %) to be obtained. Flowsheet III includes four columns and two recycling stages. First, the water–formic acid mixture is isolated in the distillate of the extractive distillation column. Then, water and formic acid are separated in a two-column complex by extractive distillation, also with sulfolane. We were carrying out calculations for column working pressure 101.32 and 13.33 kPa. To prevent thermal decomposition of sulfolane, working pressure for regeneration columns was always 13.33 kPa. The extractive distillation column of the basic three-component mixture is the main factor contributing to the total energy consumption for separation (in all schemes).При экстрактивной ректификации (ЭР) водных смесей низших карбоновых кислот (муравьиной и уксусной), в зависимости от выбора селективного агента, возможно выделение в дистиллате воды или смеси вода – муравьиная кислота. Однако обычно задача выделения всех практически чистых компонентов не рассматривается. Здесь предлагаются схемы выделения муравьиной (МК) и уксусной (УК) кислот из водной смеси экстрактивной ректификацией (ЭР) с сульфоланом, не предусматривающие предварительное обезвоживание. Анализ рядов относительных летучестей компонентов в присутствии сульфолана показал, что в зависимости от количества вводимого агента возможны три варианта организации ЭР. В схемах, состоящих из трех колонн, в дистиллате колонны ЭР базовой смеси вода–МК–УК выделяют воду, в последней колонне схемы УК отделяют от агента, возвращаемого в первую колонну схемы. Во второй колонне схемы I проводят ректификацию смеси МК–УК–сульфолан с получением МК (90% масс.) и УК (80% масс.), в схеме II смесь МК–УК разбавляют сульфоланом, что позволяет получать кислоты более высокого качества: МК (УК) с содержанием основного вещества не менее 98.5% масс. Схема III состоит из двух двухколонных комплексов ЭР: сначала выделяют смесь воды и муравьиной кислоты, которую затем разделяют ЭР также с сульфоланом. Расчеты схем проведены для рабочих давлений колонн 101.32 и 13.33 кПа. Для предотвращения термического разложения сульфолана колонны регенерации всегда работают при давлении 13.33 кПа. Максимальный вклад в суммарные энергозатраты на разделение во всех схемах вносит колонна ЭР базовой трехкомпонентной смеси