Fine Chemical Technologies (E-Journal) / Тонкие химические технологии
Not a member yet
1367 research outputs found
Sort by
Перспектива применения биогенных квантовых точек наночастиц сульфидов серебра, кадмия и цинка для создания полимерных бионанокомпозитных материалов
Get PDFThe possibility of applying silver, cadmium and zinc sulfide nanoparticles (npAg2S, npCdS and npZnS) obtained using Shewanella oneidensis MR-1 and Bacillus subtilis 168 bacterial cultures for the creation of a new class of polymeric bionanocomposite materials was investigated. Biogenic nanoparticles obtained in aqueous solutions of the corresponding salts in the presence of various types of microorganisms are characterized by the presence of protein molecules on their surface. The molecules composition is determined by the bacterial culture. Proteins stabilize them and allow the nanoparticles to covalently join the active groups of polymeric carriers. Aminated chloromethylated polystyrene microspheres, as well as ion-exchange resins of various types, were used as polymeric matrices. Analysis of interaction with them can be used as a method for studying the properties of biogenic nanoparticles of metal sulfides for subsequent successful selection of a polymeric carrier. The immobilization of biogenic nanoparticles of metal sulfides onto the surface of aminated chloromethylated polystyrene microspheres was found to depend on the level of stability of aqueous nanoparticle suspensions and is determined by the negative charge of biogenic npAg2S, npCdS and npZnS, which suggests covalent binding and the electrostatic interaction of the components in the composition of the polymer bionanocomposite. A comparative analysis of the parameters of nanoparticles depending on the strain used in the biosynthesis was carried out. Analysis of the main physicochemical characteristics of npCdS and npZnS showed that the small size of nanoparticles (npCdS - 5 nm, npZnS - up to 2 nm) and the presence of luminescence peaks at wavelengths less than 400 nm classify them in the blue region of the fluorescence spectrum and identify them as quantum dots. Thus, the possibility of introducing fluorescent quantum dots of nanoparticles of metal sulfides of biogenic origin into various polymeric matrices has been demonstrated, which contributes to the expansion of the horizons for using a new class of nanoparticles to create polymeric bionanocomposites.Исследована возможность применения наночастиц сульфида серебра, кадмия и цинка (npAg2S, npCdS и npZnS), полученных с использованием бактериальных культур Shewanella oneidensis MR-1 и Bacillus subtilis 168, для создания нового класса полимерных бионанокомпозитных материалов. Биогенные наночастицы, полученные в водных растворах соответствующих солей в присутствии различных типов микроорганизмов, характеризуются наличием на их поверхности белковых молекул, состав которых определяется бактериальной культурой. Белки стабилизируют наночастицы и позволяют им ковалентно присоединяться к активным группам полимерных носителей. В качестве полимерных матриц использовали аминированные хлорм,етилирован-ные полистирольные микросферы, а также ионообменные смолы различных типов. Анализ взаилюдействия с ними люжет быть использован в качестве лъетода изучения свойств биогенных наночастиц сульфидов металлов для последующего успешного выбора полимерного носителя. Установлено, что иммобилизация биогенных наночастиц сульфидов металлов на поверхности аминированных хлорметилированных полистирольных микросфер зависит от уровня стабильности водных суспензий наночастиц и определяется отрицательным зарядом биогенных npAg2S, npCdS и npZnS, что предполагает ковалентное связывание и электростатическое взаимодействие компонентов в составе полимерного бионанокомпозита. Проведен сравнительный анализ параметров наночастиц в зависимости от штамма, используемого в биосинтезе. Анализ основных физико-химических характеристик npCdS и npZnS показал, что небольшие размеры наночастиц (npCdS - 5 нм, npZnS - до 2 нм) и наличие люминесцентных пиков на длинах волн менее 400 нм, что относит их к синей области спектра флуоресценции, позволяет классифицировать их как квантовые точки. Таким образом, была продемонстрирована возможность введения флуоресцентных квантовых точек наночастиц сульфидов металлов биогенного происхождения в различные полимерные матрицы, что способствует расширению горизонтов использования нового класса наночастиц для создания полимерных бионанокомпозитов
Наноархитектура агрегатов полиметиновых красителей
Get PDFIn recent years, the class of polymethine (cyanine) dyes has attracted increasing attention of researchers in the field of nanotechnology due to the structural features of their chromophore system and their tendency to form polymolecular states – dye aggregates. The processes of the formation of aggregates with new optical and electronic properties in aqueous solutions were studied as exemplified by anionic thyatrimethinecyanine dyes. It was shown that the aggregates are formed by a “block” mechanism from dimers. The nanoarchitecture of the aggregates is determined by the type of the alkyl substituent in the meso position of the polymethine chain of the dye. The C2H5 group promotes the formation of long-wavelength J-aggregates with the “brickwork” packing of molecules. The CH3 group promotes the formation of short-wave H-units with the “stepladder” packing of molecules. The formation of spatial isomers – J- and H-aggregates from cis and trans conformations of dye molecules – was established. Inorganic and organic cations, which stabilize highly organized aggregate structures, have a significant effect on the formation of aggregated forms of anionic dyes. Thus, the work presents the author's ideas about a new scientific direction – the nanoarchitecture of aggregates of polymethine dyes.В работе изложены авторские представления о новом научном направлении – наноархитектуре агрегатов полиметиновых красителей. В последние годы класс полиметиновых (цианиновых) красителей привлекает все большее внимание исследователей в области нанотехнологий из-за особенностей строения их хромофорной системы и их склонности к образованию полимолекулярных состояний – агрегатов красителей. На примере анионных тиатриметинцианиновых красителей изучены процессы формирования в водных растворах агрегатов с новыми оптическими и электронными свойствами. Показано, что агрегаты образуются по «блочному» механизму из димеров. При этом наноархитектура агрегатов определяется типом алкильного заместителя в мезоположении полиметиновой цепи красителя: C2H5-группа способствует образованию длинноволновых J-агрегатов с упаковкой молекул типа «кирпичной кладки», а CH3-группа – коротковолновых Н-агрегатов с упаковкой типа «стремянки». Установлено образование пространственных изомеров – J- и H-агрегатов из цис- и транс-конформаций молекул красителей. Значительное влияние на формирование агрегированных форм анионных красителей оказывают неорганические и органические катионы, стабилизирующие высокоорганизованные структуры агрегатов
Влияние электрического поля на адгезионные характеристики системы полихлоропрен-шунгит
Get PDFThe effect of temperature and external electric field on the adhesion characteristics in the polychloroprene-schungite system was investigated. It is shown that an increase in temperature and orientation of macromolecules of polychloroprene in an external electric field significantly increase the bond strength between the studied components. The detected effects are explained from the viewpoint of the possibility of direct chemical interaction ofshungite with polychloroprene macromolecules oriented in a certain way in the region of an adhesive compound formation. This is facilitated by the structural features of schungite (the presence of paramagnetic centers, fullerene-like structures, metal oxides) and polychloroprene in shungite, as well as by the creation of the most optimal modes for implementing this interaction. To assess the strength of the interaction between polychloroprene and the surface of shungite we used a method for determining the stress of exfoliation of a polymer film from the surface of a shungite plate. It was established that the greatest effect in strengthening the bond between polychloroprene and the surface of shungite is achieved when a polymer film is formed from a solution in carbon tetrachloride on a negative electrode (cathode). The strength of the bond between shungite and the polychloroprene film formed on the cathode is more than two times higher than this parameter when forming the same film on the anode. The energy expended during the peeling of a film formed on the cathode is twice the energy of exfoliation from the shungite plate of the film formed on the anode. The analysis of the change in the supramolecular structure of polychloroprene in the polychloroprene-shungite system as a result of the orientational influence of an external electrostatic field was carried out using the temperature dependence of the tangent of the dielectric loss angle of the systems under study. It is shown that a polychloroprene film formed in an electrostatic field has a more ordered structure compared to a similar sample formed without a field. This fact is evidenced by the shift of the maxima toward higher temperatures in the relaxation spectra of the dipole polarization for the system formed without the field, and the system formed on the cathode. The polychloroprene film containing finely dispersed shungite as a filler and formed on the cathode is characterized by an increased value of the tangent of dielectric loss angle and an increased number of peaks of dipole relaxation in the temperature range studied.Исследовано влияние температуры и внешнего электрического поля на адгезионные характеристики в системе полихлоропрен-шунгит. Показано, что повышение температуры и ориентация макромолекул полихлоропрена во внешнем электрическом поле существенно увеличивают прочность связи между исследованными компонентами. Обнаруженные эффекты, объяснены с точки зрения возможности непосредственного химического взаимодействия шунгита с ориентированными определенным образом макромолекулами полихлоропрена в области формирования адгезионного соединения. Этому способствуют особенности строения шунгита (наличие в шунгите парамагнитных центров, фуллереноподобных структур, оксидов металлов) и полихлоропрена, являющегося полярным эластомером, а также создание оптимальных режимов для реализации такого взаимодействия. Для оценки прочности взаимодействия между полихлоропреном и поверхностью шунгита в работе использован метод определения напряжения отслаивания полимерной пленки от поверхности шунгитовой пластинки. Установлено, что наибольший эффект в упрочнении связи между полихлоропреном и поверхностью шунгита достигается при формировании полимерной пленки из раствора в четыреххлористом углероде на отрицательном электроде (катоде). Прочность связи шунгита с полихлоропреновой пленкой, сформированной на катоде, более, чем в два раза превышает этот параметр при формировании такой же пленки на аноде. Анализ изменения надмолекулярной структуры полихлоропрена в системе полихлоропрен-шунгит в результате ориентационного воздействия внешнего электростатического поля произведен с помощью температурной зависимости тангенса угла диэлектрических потерь исследуемых систем. Показано, что пленка полихлоропрена, сформированная в электростатическом поле, имеет более упорядоченную структуру по сравнению с аналогичным образцом, но сформированном без поля. Об этом факте свидетельствует сдвиг максимумов в сторону больших температур в спектрах релаксации дипольной поляризации для системы, сформированной без воздействия поля, и системы, сформированной на катоде. Пленка полихлоропрена, содержащая в качестве наполнителя мелкодисперсный шунгит и сформированная на катоде, характеризуется повышенным значением тангенса угла диэлектрических потерь и увеличенным количеством пиков дипольной релаксации в исследованной температурной области
Синтез и определение антитромботической активности производных (2-метил-4-[4-метил-2-(4-трифторметилфенил)-тиазол-5-илметилсульфанил]фенокси)уксусной кислоты
Get PDFThe article proposes an approach for obtaining the derivatives of hetarylmethylthioaryloxyalcane PPARS/fi agonists containing sulfoxide and sulfone fragments in the linker, the parent compound for the synthesis being GSK-516 - (2-methyl-4-[4-methyl-2-(4-trifiuoromethylph.enyl)-th.iazole-5-ylmethylsulfanyl]phenoxy)acetic acid obtained as a result of sequential S- and O-alkylation of mercaptocresol by thiazolyl methyl chloride and ethyl bromacetate at key stages. Derivatives of GSK-516, as well as sulfoxide and sulfone were synthesized for the first time by oxidating acyclic sulfur with meta-chloroperbenzoic acid. The structures of the synthesized compounds were confirmed by HPLC-MS, elemental analysis and JH, 13C NMR. The spectral characteristics of target compounds were compared by NMR. When passing from sulfide to sulfoxide and further to sulfone, it was found that the shift of the methylene group connecting the thiazole ring with the sulfur atom is moved to the weaker field. The antithrombotic activity of the obtained compounds was investigated by measuring platelet aggregation in platelet-rich plasma by the Bourne turbidimetric method. It was stated that sulfonic derivative GSK-516 has the highest antithrombotic activity.Предложен подход к получению производных гетарилметилтиоарилоксиалкановых PPARS/fi-агонистов, содержащих в своей структуре (в линкере) фрагменты сульфоксида и сульфона, исходным соединением для синтеза которых является GSK-516 -(2-метил-4-[4-метил-2-(4-трифторметилфенил)-тиазол-5-илметилсульфанил]фенокси)-уксусная кислота, полученная в результате последовательного S- и O-алкилирования меркаптокрезола тиазолилметилхлоридом и этилбромацетатом на ключевых стадиях. Впервые синтезированы производные GSK-516, сульфоксид и сульфон, окислением ациклической серы мета-хлорпербензойной кислотой. Структуры синтезированных соединений подтверждены методами ВЭЖХ-МС, 1H- и 13С-ЯМР и элементным анализом. Проведено сравнение спектральных характеристик целевых соединений лъетодом ЯМР. Выявлено, что при переходе от сульфида к сульфоксиду и далее к сульфону сдвиг метиленовой группы, связывающей тиазольное кольцо с атомом серы, смещается в область слабого поля. Исследована антитромботическая активность полученных соединений путем измерения агрегации тромбоцитов в обогащенной тромбоцитами плазме турбидиметрическим методом Борна. Установлено, что самой высокой антитромботической активностью обладает сульфоновое производное GSK-516
Химическая термодинамика и расчет параметров ионных равновесий индия(III) в перхлоратных, хлоридных и сульфатных водных растворах
Get PDFThe problem of activity coefficients dependence of indium(In)-containing complex species and of corresponding concentration formation constants from qualitative and quantitative composition of aqueous solutions is discussed. The Bmnsted-Guggenheim-Scatchard’s model (Specific ion Interaction Theory, SIT), basing on extended semi-empirical Debye-Huckel equation in third approximation is supplied. The checking of data for formation constants of complexes on comparability and consistency, including for different background electrolytes can be done using this model. The survey of basic specific interaction coefficients (SIC) is done. The constancy of this coefficients is permissible in the definite ionic strengths ranges, or it’s necessary using two-parameters coefficients fitting. The classical SIT model is modified by the introduction of mixing parameters (SIC of same charge ion). On the basis of the numerical critical analysis of the available literature experimental data, with employment of the SIT, thermodynamic formation (stability) constants of chloro-, sulfato-aqua-complexes and hydrolysis constants of indiumfII) and related specific interaction coefficients (“non-ideality” parameters) in acidic aqueous solutions (pH < 5.5) at ambient temperature (20-25 °C) are calculated. The quotients of cationic and anionic complexes parts in SIC are separated according to empiric Ciavatta’s approach. Discrepancies of published «thermodynamic» constants may be caused by evidencing methodological and calculated errors (essential change of activity factors in series of experiments or various competing ion equilibria are neglected), as well as inaccuracies of extrapolation methods and choice of conditional standard state or erroneous evaluation of formal and standard potentials, but with the exception of alternative Baes-Mesmer’s nonlinear regression procedure. The job’s results could be used for modeling of the indium(III) state in some aqueous solutions and for study of indium and other metal ions complexation or prediction of their electrochemical and geochemical behaviour.В статье рассмотрена проблема описания зависимости коэффициентов активностей комплексных ионов индия(III) и соответствующих концентрационных констант образования от состава водных растворов. Для расчета ионных взаимодействий комплексов предложена модель Бренстеда-Гуггенгейма-Скэтчарда (теория специфических межионньх взаимодействий, SIT), базирующаяся на расширенном полуэмпирическом уравнении Дебая-Хюккеля в третьем приближении. С использованием SIT осуществима проверка на сопоставимость и согласованность данных по константам образования комплексов в различных фоновых электролитах Приведен обзор базовых коэффициентов специфического взаимодействия (КСВ). Показано, что постоянство этих коэффициентов допустимо в определенных диапазонах ионной силы, в противном случае требуется использование двухпараметровых приближений. Классическая модель SIT модифицирована введением параметров смешения (КСВ ионов одного знака заряда). На основе численного критического анализа доступных литературных экспериментальных данных с применением SIT рассчитаны термодинамические константы образования (устойчивости) хлороаква-, сульфатоаквакомплексов и константы гидролиза индия(III), а также соответствующие коэффициенты специфических м.ежионных взаимодействий (парам.етры «неидеальности») в кислых водных растворах (pH < 5.5) при температуре 20-25 C. В соответствии с эмпирическим подходом Чиаватты разделены коэффициенты катионных и анионных частей комплексов в КСВ. На основании литературных данных сделан вывод, что различия «термодинамических» констант комплексообразования могут быть вызваны как доказанными методологическими или расчетными ошибками, когда пренебрегают существенным изменением коэффициентов активностей в серии экспериментов или различными конкурентными ионными равновесиями, так и неточностями методов экстраполяции, ошибочными расчетами формального и стандартного потенциалов восстановления катионов индия(III). Исключением является альтернативная процедура нелинейной регрессии Баэса-Месмера, которую нельзя считать неадекватной. Результаты работы могут быть использованы для моделирования состояния индия(III) в различных водных растворах, для изучения комплексообразования ионов индия(III) и других металлов или предсказания их электрохимического и геохимического поведения
Новые технологические решения в производстве циклогексанона высокого качества
Get PDFObjectives. The intensification of modern large-tonnage Russian technologies requires a deep investigation into the theoretical foundations of these processes and searching for ways that would significantly reduce the time and cost of their development, as well as to ensure the access of high-quality products on the world market. The aim of the work was to study the options regarding technological changes in the process of obtaining cyclohexanone at two stages: 1) oxidate (cyclohexane oxidation product after the stage of neutralization and removal of the main amount of unreacted cyclohexane) saponification and 2) end product rectification. The changes should ensure the high quality of the product without requiring significant energy and investment costs.Methods. Studies of heterophase alkaline hydrolysis with NaOH solutions were carried out at 30–80 °C in the presence of and without a phase transfer catalyst (PTC) (saponification conditions in the industry are 70 °C). The homophase process was studied in the presence of KOH at 120 °C (industrial conditions for raw cyclohexanone rectification are 90–130 °C) on artificial mixtures based on industrial samples of the oxidate with the addition of model substances (oxygencontaining impurities with a main substance content of no less than 95%). Analysis of the initial and obtained products was carried out using gas-liquid chromatography and chromatographymass spectrometry.Results. The totality of the obtained data provides theoretical justification for the fact: 50– 70% of esters and unsaponifiable impurities can be removed by using heterophase alkaline saponification in industrial environments. The post-treatment of crude cyclohexanone by rectification in the presence of KOH decreases the ester number by a factor of 3–5, however, the number of cyclohexanone condensation products in the bottom sharply increases. The amount of these substances varies from 10 to 20 kg/t of cyclohexanone depending on compliance with the conditions. In the presence of PTC, the conversion of esters at the saponification stage is 95–100%, aldehydes 100%, and unsaturated ketones 80%.Conclusions. If the proposed technology for saponification in the presence of PTC is adopted there will be no need to use an alkali during the process of cyclohexanone rectification. This makes the process more stable, reduces the losses of cyclohexanone, reduces the amount of tars, and normalized indicators of cyclohexanone quality are attained.Цели. Интенсификация современных многотоннажных отечественных технологий требует глубокой проработки теоретических основ этих процессов и поиска путей, которые позволили бы существенно сократить сроки и затраты на их освоение и обеспечить выход на мировой рынок продукции высокого качества. Цель работы заключалась в исследовании вариантов технологических изменений процесса получения циклогексанона на стадиях омыления оксидата (продукта окисления циклогексана пос ле отгонки основной части непрореагировавшего циклогексана) и ректификации целевого продукта, обеспечивающих его высокое качество, не требующих значительных энергетических и инвестиционных затрат.Методы. Исследования гетерофазного щелочного гидролиза водными растворами NaOH проводили в интервале температур 30–80 ºС в присутствии и без катализатора межфазного переноса (КМФП) (режим омыления в промышленности 70 ºС); гомофазный процесс изучали в присутствии KOH при температуре 120 ºС (промышленный режим ректификации циклогексанона-сырца 90–130 ºС) на искусственных смесях, составленных на основе промышленных образцов оксидата с добавлением модельных веществ (кислородсодержащих примесей с содержанием основного вещества не менее 95%). Анализ исходных и полученных продуктов проводили с использованием газо-жидкостной хроматографии и хромато-масс-спектрометрии.Результаты. Совокупность полученных данных дает теоретическое обоснование реальному факту: при гетерофазном щелочном омылении в промышленных условиях сложные эфиры и неомыляемые примеси могут быть удалены на 50–70%. Доочистка сырого циклогексанона при ректификации в присутствии KOH в 3–5 раз уменьшает эфирное число, однако в кубе резко возрастает количество продуктов конденсации циклогексанона, которое в зависимости от соблюдения режимов колеблется от 10 до 20 кг/т циклогексанона. В присутствии КМФП конверсия эфиров на стадии омыления составляет 95–100%, альдегидов 100%, непредельных кетонов 80%.Заключение. В случае внедрения предложенной технологии омыления оксидата в присутствии КМФП отпадает необходимость использования щелочи в процессе ректификации сырого циклогексанона, что делает процесс более стабильным, сокращаются потери циклогексанона, уменьшается количество смол и достигаются нормированные показатели качества циклогексанона
ОБНАРУЖЕНИЕ ГИДРОПЕРОКСИДОВ В РАСТВОРАХ ФОТООКИСЛЕННОГО ПСОРАЛЕНА
Get PDFPhotooxidized psoralen solutions possess a variety of biological effects, which implementation mechanism may presumably involve hydroperoxides. Here, the hydroperoxide content in photooxidized psoralen solutions was assessed using photometric FOX assay (from Ferrous Oxidation + Xylenol Orange). FOX reagent with 10× content of Xylenol Orange, modified for quantitative analysis of up to 50 μM of hydroperoxides in aqueous phase was used in experiments. During photooxidation of 0.1 mM psoralen in phosphate buffer solution, hydroperoxide production increases with dose of UVA irradiation (~2.5 μM eq. of H2O2 for dose of 252 kJ/m2 and ~11 μM eq. of H2O2 for dose of 1512 kJ/m2) and reaches ~16.5 μM eq. of H2O2 at the highest dose investigated (3024 kJ/m2). A comparison of kinetics of psoralen photolysis and hydroperoxide generation allows us to suggest that generation of hydroperoxide results from the secondary photochemical processes involving psoralen photoproducts, presumably from photoinduced autooxidation of aldehydic photoproducts of psoralen
МЕТАБОЛИЗМ И МЕХАНИЗМ ТОКСИЧНОСТИ СЕЛЕНСОДЕРЖАЩИХ ПРЕПАРАТОВ, ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ДЛЯ КОРРЕКЦИИ ДЕФИЦИТА МИКРОЭЛЕМЕНТА СЕЛЕНА
Get PDFThe work presents a review devoted to the metabolism and the mechanism of toxicity of seleniumcontaining supplements: elemental selenium, sodium selenite, diacetophenonyl selenide, selenopyrane, ebselen, dimethyl dipyrasolyl selenide and selenium-containing amino acids used for correction of selenium deficiency. Elemental selenium penetrating through cell walls, but not through transport channels demonstrates poorly predicted and difficultly regulated bioavailability. Sodium selenate is known to be the most toxic form of selenium in food. The metabolism of xenobiotic diacetophenonyl selenide resembles that of sodium selenide. The xenobiotic reacts with thiols, for instance, with the reduced form of glutathione leading to the formation of hydrogen selenide. Ebselen is not considered to be a well bioavailable form of selenium and thus possesses low toxicity. Xenobiotic selenopyrane eliminates selenium only in processes of xenobiotic liver exchange, and in our investigations - partially in acid-catalyzed hydrolysis. The metabolism of xenobiotic dimethyl dipyrasolyl selenide having low toxicity is poorly investigated. The toxicity of high doses of selenomethionine is determined by the possibility of incorporation in proteins and vitally important enzymes with dramatic changes of protein quaternary structure. The toxicity of high doses of methylselenocysteine seems to be caused by the lack of an exchange pool in the body and quick regeneration of hydrogen selenide from methylselenol which is formed as a result of enzymatic destruction of this amino acid. Also the issue of the most prospect selenium donor is discussed. The physiological compatibility, the low toxicity, the presence of an exchangeable pool in the organism, the antioxidantal properties and the simplicity of production indicate selenocystine as an optimal selenium donor
Получение, структурные и электрофизические исследования сегнетокерамических образцов системы (1-2x)BiScO3-xPbTiO3-xPbMg1/3Nb2/3O3, 0 ≤ x ≤ 0.50
Get PDFCeramic samples of the (1-2x)BiScO3-xPbTiO3-xPbMg1/3Nb2/3O3 system in the whole compositions region x = 0-0.50 were synthesized. According to the X-ray diffraction studies (XRD), the region of solid solutions with perovskite structure formation in the system was determined (x = 0.23-0.50). The presence of a morphotropic phase boundary between tetragonal and rhombohedral forms of solid solutions was established at x = 0.40-0.42. Refined XRD with profile peak analysis established the presence of the additional cubic phase with broadened X-ray reflexes in the solid solutions along with the main phase. It was concluded that the main and additional phases are located in the volume and in the surface layer of ceramic crystallites, respectively. The crystal structures of phases in the polarized and depolarized sample with x = 0.42 were determined by the Rietveld method. It was found that the monoclinic perovskite phase is present in the polarized sample. Temperature-frequency dependences of dielectric permittivity and losses of solid solutions were studied. It was found that the increasing content of BiScO3 in samples causes a change in their dielectric properties from the usual ferroelectric (FE) in the region (1-2x) = 0-0.08 to ferroelectric-relaxor (FE-R) in the region (1-2x) = 0.08-0.40, and then to the properties of dipole glass with weak correlations in the region (1-2x) > 0.40. It was found that the samples with x = 0.434 and 0.446 below Tc = 414 and 445 K spontaneously pass to the FE state. In the samples with x = 0.42 the application of an electric field of 2.0 kV/ cm induces a transition from FE-R to FE state with Tc = 350 K, which remains after the field is removed.Синтезированы керамические образцы системы (1-2x)BiScO3-xPbTiO3-xPbMg1/3Nb2/3O3, во всей области ее составов х = 0-0.50. По данным рентгенофазового анализа (РФА) определена область образования в системе твердых растворов со структурой перовскита (х = 0.23-0.50), установлено наличие в ней морфотропной фазовой границы между тетрагональной и ромбоэдрической формами твердыхрастворов при х = 0.40-0.42. Проведенный нами РФА с про-фильным анализом пиков показал наличие в твердых растворах, наряду с основной фазой, дополнительной кубической фазы, дающей размытые рентгеновские рефлексы. Сделано заключение о том, что основная и дополнительная фазы сосредоточены, соответственно, в о^еме и в поверхностном слое кристаллитов керамики. Методом Ритвельда определены кристаллические структуры фаз в поляризованном и деполяризованном образце с х = 0.42, найдено наличие в поляризованном образце перовскитной фазы моноклинной симметрии. Изучены температурно-частотные зависимости диэлектрических проницаемости е и потерь tg6 твердых растворов и установлено, что рост содержания BiScO3 вызывает изменение их диэлектрических свойств от обычных сегнетоэлектрических (СЭ) в области (1-2х) = 0-0.08 до сегнетоэлектрических-релаксорных (СЭ-Р) в области (1-2х) = 0.08-0.40 и затем до свойств дипольного стекла со слабыми корреляциями в области (1-2х) > 0.40. Найдено, что образцы, с х = 0.434 и 0.446 ниже Тс = 414 и 445 К спонтанно переходят в СЭ-состояние; в образцах с х= 0.42 приложение электрического поля 2.0 кВ/см индуцирует переход из СЭ-Р в СЭ-состояние с Тс = 350 К, которое сохраняется и после снятия паля
Влияние температурного режима реактора на величину рециркулирующего потока
Get PDFObjectives. The problem of optimizing chemical flow sheets according to energy costs associated with recycling flows is at present quite relevant. The current article investigates the influence of temperature conditions on the recycle flow rate, securing the specified conversion of the recycled flow sheet “reactor – separation unit.”Methods. The study’s main method is the mathematical simulation of a recycled flow sheet based on material balance and chemical kinetics equations. This model assumes that the separation unit can form the recycle and outlet flows of any specified compositions.Results. The mathematical model recycle flows provides the full reagent conversion of recycled flow sheet depends on the reactor type and the temperature conditions in it. It was established that the dependence of the recycle flow rate on the reactor temperature for endothermic reactions has monotonously decreasing shape. The most interesting are exothermic reactions for which the dependence of the recycle flow rate on the reactor temperature curve has a minimum. It is proved that the “reactor – separation unit” system with the plug flow reactor has lower optimal recycle flow rate than the recycled system with the continuous stirred tank reactor. For the adiabatic reactor the dependence of total conversion recycle flow rate on the inlet reactor temperature was investigated. It has been proven that the optimal recycle flow rate is equal to the minimum recycle flow rate for total conversion in the “reactor – separation unit” system.Conclusions. It has been established that isothermal operation conditions are the best in terms of the recycle flow rate, securing the specified conversion for the system.Цели. Исследование влияние температурного режима в реакторе на величину рецикла, обеспечивающего заданную конверсию в рециркуляционной системе «реактор – блок разделения».Методы. Математическое моделирование на основе уравнений материального баланса и химической кинетики. Предполагается, что блок разделения может создавать рецикл и выходной поток любого заданного состава.Результаты. В вычислительном эксперименте определены величины рециклов, обеспечивающие 100%-ную конверсию в системе в зависимости от типа реактора и температурного режима в нем. Было установлено, что для эндотермических реакций зависимость величины рецикла от температуры имеет монотонно убывающий характер. Наибольший интерес представляет случай экзотермических реакций, для которых зависимость рецикла от температуры имеет вид кривой с минимумом. Показано, что для случая реактора идеального вытеснения оптимальный рециркулирующий поток меньше, чем для случая реактора идеального смешения. Для случая адиабатического реактора исследована зависимость рецикла, обеспечивающего 100%-ную конверсию в системе от температуры на входе в реактор. Установлено, что оптимальной является некоторая минимальная температура, ниже которой 100%-ная конверсия не может быть достигнута.Заключение. Изотермический режим в реакторе идеального вытеснения является наилучшим с точки зрения величины рецикла, обеспечивающей заданную конверсию в системе «реактор – блок разделения»