Коллектив авторов - Всероссийский конкурс научно-исследовательских работ студентов и аспирантов в области химических наук и наук о материалах. Часть 1

• Название: Всероссийский конкурс научно-исследовательских работ студентов и аспирантов в области химических наук и наук о материалах. Часть 1
• Автор: Коллектив авторов
• Жанр: Химия
• Год: 2012
• ISBN: 978-5-7882-1287-6

Содержание сборника отражает основные результаты аспирантов и молодых ученых в области химических наук и наук о материалах.

---

ОСОБЕННОСТИ ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКОГО РАСТВОРЕНИЯ СТАЛИ СТ.3 В СЕРНОКИСЛЫХ СРЕДАХ

Бирюков Александр ИгоревичЧелябинский государственный университетЕ-mal: [email protected]

Цель научной работы: исследование электрохимического и коррозионного поведения стали Ст.3 в сернокислых растворах.

Методы исследования, использованные в работе: металлография, гравиметрия, потенциометрия, потенциодинамический метод построения поляризационных кривых, построение диаграмм электрохимического равновесия.

Основные результаты научного исследования. Определены зависимости скорости коррозии стали Ст.3 от концентрации (в диапазоне 5 – 90 %) и температуры (25, 40, 60, 80ºС) растворов серной кислоты. Показано, что с увеличением концентрации H2SO4 до значений 50 – 60 % скорость коррозии возрастае ти снижается до минимума при концентрации 70 %. С увеличением температуры интенсивность растворения стали возрастае.т Согласно расчетам эффективной энергии активации режим протекания процесса в 70 % H2SO4 приближается к диффузионному. При визуальном и металлографическом исследовании образцов стали, выдержанных в кислоте данной концентрации обнаружено образование плотной пленки продуктов коррозии черного цвета. Стационарные потенциалы растворения стали Ст.3 в растворах H2SO4 приходятся на область устойчивости сероводорода в системе H2SO4 – H2O. Таким образом, при анализе электрохимического поведения стали необходимо учитывать наряду с водородным электродом катодную реакцию: HSO4– + 9H+ + 8e– = H2Sадс. + 4H2O.

Согласно диаграммам электрохимического равновесия фазовых составляющих стали Ст.3 в сернокислых растворах сталь самопроизвольно может подвергаться сульфидной, а не сульфатной и/или оксидной пассивации.

СВЯЗЫВАНИЕ И ТРАНСФОРМАЦИЯ 1,1- ДИМЕТИЛГИДРАЗИНА В ТОРФЯНЫХ ПОЧВАХ

Ульяновский Николай ВалерьевичИнститут экологических проблем Севера Уральского отделения РАНЕ-mal: [email protected]

Цель научной работы: изучение поведения 1,1-диметилгидразина в торфяных почвах, богатых органическим веществом и характерных для районов падения отработанных частей ракет-носителей РФ, с целью разработки новых эффективных аналитических методов контроля загрязненности почв гидразинами и совершенствования химико-аналитического сопровождения ракетно-космической деятельности.

Методы исследований, использованные в работе: ионообменная хроматография с амперометрическим детектированием, газовая хромато-массспектрометрия, сверхкритическая флюидная экстракция.

Основные результаты научного исследования:

• изучена динамика процесса связывания НДМГ торфяной почвой при варьировании температуры и начального содержания экотоксиканта в условиях, приближенных к реальным, характерным для почв районов падения ОЧРН;

• разработана методика идентификации основных продуктов разложения и трансформации несимметричного диметилгидразина в торфяных почвах, выявлена роль различных компонентов почвы в связывании и трансформации НДМГ;

• разработан метод сверхкритической флюидной экстракции подвижных форм 1,1-диметилгидразина из почв, пригодный для последующего хроматографического анализа экотоксиканта.

СОЗДАНИЕ ПОЛИЭЛЕКТРОЛИТНЫХ НАНОКАПСУЛ МЕТОДОМ ПОСЛОЙНОЙ АДСОРБЦИИ ПРОТИВОПОЛОЖНО ЗАРЯЖЕННЫХ ПОЛИЭЛЕКТРОЛИТОВ

Васильева Эльмира АльбертовнаКазанский национальный исследовательский технологический университетЕ-mal: [email protected]

Цель научной работы: разработка и синтез наноразмерных капсул содержащих низкомолекулярные незаряженные органические соединения с помощью технологии послойного нанесения на субстрат противоположно заряженных полиэлектролитов.

Методы исследований использованные в работе: динамическое и электрофоретическое рассеяние света, атомно – силовая микроскопия, спектрофотометрия, рН- метрия.

Основные результаты научного исследования:

Синтезированы полиэлектролитные нанокапсулы, содержащие низкомолекулярные незаряженные органические соединения, методом поочередного наслаивания противоположно заряженных полиэлектролитов (ПАК и ПЭИ). Установлено, что скорость разложения инкапсулированных субстратов контролируется проницаемостью оболочки микрокапсулы и может регулироваться путем варьирования следующих факторов: рН раствора, количества нанесенных слоев, ультразвуковой обработки.

Таким образом, в зависимости от поставленной цели: хранение, адресная доставка или пролонгированное действие, можно направлено регулировать процесс высвобождения субстратов путем варьирования вышеуказанных факторов в широком временном диапазоне. С точки зрения биотехнологий особенно актуально, что были синтезированы капсулы нанометрового диапазона.

ИЗУЧЕНИЕ ВЛИЯНИЯ МИКРОВОЛНОВОГО ИЗЛУЧЕНИЯ НА РЕГИО- И СТЕРЕСЕЛЕКТИВНОСТЬ РЕАКЦИЙ ОРГАНИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ

Курбанкулиева Эльмира КурбангалиевнаУфимский государственный нефтяной технический университетЕ-mal: [email protected]

Цель научной работы: определение роли и механизма действия микроволнового излучения на реакции органических соединений в жидкой фазе. Разработка и создание новых регио- и стереоселективных методов получения ценных и полезных органических соединений с заранее заданными свойствами, базирующихся на использовании микроволнового излучения.

Методы исследований, использованные в работе: хроматомассспектрометрия, ИК-спектроскопия, ГЖХ-спектроскопия, ЯМР-спектроскопия.

Основные результаты научного исследования: Установлено, что микроволновое излучение обеспечивает внедрение дихлоркарбена в условиях межфазного катализа по С2-Н-связи 2-монозамещенных-1,3-диоксациклоалканов с образованием соответствующих 2-дихлорметилпроизводных с количественными выходами за 1 – 1,5 ч; без применения микроволнового излучения аналогичные выходы достигаются за 8 – 10 ч. Показано, что микроволновое излучение ускоряет деацетализацию, и целевые кетоны образуются в течение 1 – 2 ч, тогда как при традиционном нагреве продолжительность реакции, при которой достигаются аналогичные выходы, составляет 18 – 24 ч. Установлено, что микроволновое излучение обеспечивает внедрение дихлоркарбена в условиях межфазного катализа по С2-Н-связи 4,5бензо-1,3-диоксоланов с образованием соответствующих 2дихлорметилпроизводных с количественными выходами (12-16 %) за 1,5 ч.

СТРУКТУРА НЕКОТОРЫХ ГЕТЕРОЦИКЛИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ

Жабанов Юрий АлександровичИвановский государственный химико-технологический университетЕ-mal: [email protected]

Цель научной работы: Настоящая работа направлена на комплексное изучение структуры и энергетики как гетероциклических, так и макрогетероциклических соединений.

Методы исследований, использованные в работе: газовая электронография, масс-спектрометрия, метод теории функционала плотности (DFT).

Основные результаты научного исследования:

Методом газовой электронографии и с помощью квантово-химических расчетов высокого уровня изучены молекулярные параметры молекул C4Br4X, где X=O, S, Se, Te.

Исследована энергетика переноса протона внутри координационной полости макроцикла C30N15H15S3. Объяснено положение таутомерных форм данного соединения на поверхности потенциальной энергии наличием внутримолекулярных водородных связей. Определена энтальпия сублимации этого макроциклического соединения методом высокотемпературной масс-спектрометрии. Исследовано строение металлокомплексов C30N15H15S3 с Y, La, и Lu. Все проведенные в рамках данной работы квантово-химические расчеты являются высокоуровневыми для данного класса соединений и до этого в литературе не приводились.

ДИНАМИЧЕСКИЙ ЛОКАЛЬНО-РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ МНОГОКОМПОНЕНТНЫХ РАСТВОРОВ МЕТОДОМ ЛАЗЕРНОЙ ИНТЕРФЕРОМЕТРИИ

Акберова Эльмара МаликовнаВоронежский государственный университетЕ-mal: [email protected]

Цель научной работы: совершенствование способа многочастотной лазерной интерферометрии, основанного на использовании нескольких монохроматических источников света с различными длинами волн, для проведения in situ динамического локально-распределительного анализа многокомпонентных растворов при нестационарных процессах колебательного характера.

Методы исследований, использованные в работе: лазерная интерферометрия, регрессионный анализ.

Основные результаты научного исследования:

Усовершенствована уникальная методика многочастотной лазерной интерферометрии, основанная на линейности и аддитивности смещения интерференционной полосы как функции концентрации и температуры, которая была апробирована для in situ измерений концентрационных профилей при нестационарных процессах электродиализа в многокомпонентных растворах. Особенностью предложенной схемы интерферометрической установки было использование вместо обычно применяемых нескольких лазеров с различными длинами волн одного лазера, дающего одновременное излучение трех длин волн, что позволяет получить выигрыш в чувствительности и селективности, минимизировать измерительные погрешности интерферометрических методов анализа. В систему регистрации интерферограмм внесены изменения, дающие возможность формировать пространственно разнесенные разночастотные интерференционные картины и позволяющие проводить динамический многокомпонентный анализ прозрачных сред. Линейная и поверхностная разрешающая способности метода составляют (1-5)·10-6м и 104-105 соответственно, временная разрешающая способность – 15 измерений в секунду. Обоснован выбор аналитических систем при интерферометрическом анализе многокомпонентных растворов. Оценка чувствительности анализа двухкомпонентных смесей позволила выявить ее зависимость от дисперсий показателя преломления компонентов; от спектрального интервала, на который отстоят друг от друга длины волн используемых источников света.