ИЗВЕСТИЯ ВЫСШИХ УЧЕБНЫХ ЗАВЕДЕНИЙ. СЕРИЯ «ХИМИЯ И ХИМИЧЕСКАЯ ТЕХНОЛОГИЯ»

ИЗУЧЕНИЕ ВЛИЯНИЯ НАНОРАЗМЕРНОГО ТИТАНАТА БАРИЯ В КУБИЧЕСКОЙ СИНГОНИИ НА ГЕМОСОВМЕСТИМОСТЬ И АНТИОКСИДАНТНЫЕ СВОЙСТВА

Konstantin V. Ivanov — 2024-11-12

Расширение области применения керамических наноматериалов для медицины в последнее время представляет значительный интерес. К их числу относятся нанодисперсные порошки титаната бария, которые проявляют антимикробную и антигрибковую активность. Они рассматриваются в качестве носителей лекарственных препаратов, а также биосовместимых компонентов костных тканей. Поиск новых возможностей реализации потенциала нанодисперсного титаната бария в биомедицине является актуальной задачей. В работе приведена методика синтеза наноразмерного порошка титаната бария, полученного путем термической обработки при 800 °C в воздушной среде продуктов золь-гель синтеза. Полученный наноматериал обладает кристаллической структурой с кубической сингонией. По данным электронной микроскопии частицы порошка характеризуются полидисперсным составом и частично агломерированы. Приведены результаты энергодисперсионного анализа образцов. Размер частиц в дисперсии находится в диапазоне от 50 нм до 250 нм, а кристаллитов по Шерреру - 3,85 нм. Проведена оценка степени гемолиза in vitro с использованием свежей донорской крови в присутствии и в отсутствие наночастиц титаната бария. Гемолитический эффект титаната бария (>5%) проявляется при высокой концентрации порошка (450 мкл/мл) в крови, что свидетельствует о биосовместимости наноразмерного BaTiO₃ до указанной концентрации. Проанализировано влияние концентрации BaTiO₃ на свободнорадикальное окисление липидов и антиоксидантную активность в сыворотке крови, которую проводили методом индуцированной хемилюминесценции. Установлено, что при концентрации 200 мкл/мл BaTiO₃ проявляет антиоксидантную активность, а при 400 мкл/мл обладает способностью активировать свободнорадикальное окисление липидов сыворотки крови.

Для цитирования:

Иванов К.В., Филимонова Ю.А., Агафонов А.В., Назаров С.Б. Изучение влияния наноразмерного титаната бария в кубической сингонии на гемосовместимость и антиоксидантные свойства. Изв. вузов. Химия и хим. технология. 2024. Т. 67. Вып. 12. С. 6-14. DOI: 10.6060/ivkkt.20246712.7077.

РЕАКЦИОННАЯ СПОСОБНОСТЬ АЛЮМООКСИДНЫХ ПРЕКУРСОРОВ ДЛЯ ТВЕРДОФАЗНОГО ОБРАЗОВАНИЯ ШПИНЕЛИ MgAl2O4

Natalya V. Filatova — 2024-11-12

Сопоставлена реакционная способность различных алюмооксидных прекурсоров в реакции образования магнезиальной шпинели: промышленного производства (корундового порошка КП (KP), глиноземов: металлургического ГК (GK), неметаллургического Г-00 (G-00), реактивного РГ (RG)) и продукта горения ксерогеля из нитрата алюминия с лимонной кислотой в условиях механоактивирующей обработки и без нее. Проанализированы ИК-спектры корунда и периклаза после механической обработки разного типа (ударно-истирающей в планетарной мельнице, истирания в шаро-кольцевой мельнице). Установлено, что кратковременное воздействие не только активировало компоненты, но и способствовало разрушению адсорбционных соединений на стадии подготовки. Проанализировано влияние механоактивации реагентов на выход шпинели. Установлено, что алюмооксидный продукт горения ксерогеля без отжига являлся рентгеноаморфным, что предполагало его высокую химическую активность. При его использовании обнаружено более полное связывание исходных реагентов в продукт по сравнению со смесью периклаза и корунда. Даже в отсутствие механоактивации компонентов удавалось достичь высокого выхода шпинели (до 80%). Полученные значения эффективных констант скорости реакции свидетельствуют о большей результативности механической обработки, включающей в себя ударную компоненту, при совместной активации периклаза и корунда/глинозема. Совместная обработка реагентов в планетарной мельнице (ПМ) позволила увеличить скорость реакции в 5-6,5 раз, тогда как истирание в шаро-кольцевой мельнице – всего в 1,7 раза. Предварительная обработка одного из компонентов исходной смеси в ПМ наиболее целесообразна для периклаза, поскольку она дала возможность ускорить реакцию в ~ 5 раз, а также наиболее выгодна энергетически и технологически из-за обработки только одного компонента пониженной твердости. Применение в синтезе шпинели продукта горения ксерогеля весьма эффективно, т.к. ускорило процесс в ~4 раза даже без предварительной активации механическим способом.

Для цитирования:

Филатова Н.В., Косенко Н.Ф., Артюшин А.С., Малоиван М.С., Зонина И.И., Власенков А.С. Реакционная способность алюмооксидных прекурсоров для твердофазного образования шпинели MgAl₂O₄. Изв. вузов. Химия и хим. технология. 2024. Т. 67. Вып. 12. С. 15-24. DOI: 10.6060/ivkkt.20246712.7152.

РАЗДЕЛЕНИЕ ПОЛИМЕТОКСИЛИРОВАННЫХ ФЛАВОНОВ ИЗ ЭКСТРАКТОВ ФЛАВЕДО ПЛОДОВ ЦИТРУСОВЫХ В УСЛОВИЯХ «МОНОМЕРНОЙ» ОБРАЩЕННО-ФАЗОВОЙ ВЭЖХ

Elena Yu. Oleynits — 2024-11-12

Впервые определены закономерности удерживания шести полиметоксилированных флавонов из кожуры апельсина в условиях обращенно-фазовой хроматографии на «мономерных» С18 стационарных фазах. На эти флавоноиды в последнее время обращается особое внимание как на соединения с уникальной биологической активностью, включая (предположительно) влияние на развитие не поддающихся лечению болезней Альцгеймера и Паркинсона. В экстракте флаведо апельсина обнаружены синенсетин (3′,4′,5,6,7-пентаметоксифлавон), 3′,4′,3,5,6,7-гексаметоксифлавон, нобилетин (3′,4′,5,6,7,8-гексаметоксифлавон), 4′,5,6,7-тетраметоксифлавон, 3′,4′,3,5,6,7,8-гептаметоксифлавон и тангеретин (4′,5,6,7,8-пентаметоксифлавон). Установлено, что в удобном для ВЭЖХ диапазоне удерживания (примерно с факторами удерживания от 2 до 20) порядок элюирования шести указанных выше флавонов остается неизменным для ряда различных марок стационарных фаз. Наибольшие, но не критические изменения в порядке удерживания обнаружены при использовании колонки с повышенной активностью остаточных силанольных групп. Это позволяет проводить отнесение пиков с учетом литературных данных. Обращено внимание на то, что добавление метокси-группы в структуру молекулы флавона в положения 3 и 8 приводит к росту удерживания, тогда как необычный рост удерживания наблюдается при удалении метокси-группы из положения 3′ при наличии другой метокси-группы в положении 4′. При этом добавление метокси-групп как в положения 3 и 8, так и в 3′ сопровождается батохромным сдвигом максимума абсорбции полосы I несмотря на то, что электронный переход в этом случае локализован на кольцах B и C. Показано, что использование параметров липофильности, logP, расчет которых доступен по нескольким программам, дает результаты, использование которых для прогнозирования удерживания полиметоксифлавонов в условиях обращенно-фазовой ВЭЖХ можно проводить с осторожностью, поскольку не все экспериментальные зависимости коррелируют с расчетными logP.

Для цитирования:

Олейниц Е.Ю., Дейнека В.И., Пронин И.С., Дейнека Л.А. Разделение полиметоксилированных флавонов из экстрактов флаведо плодов цитрусовых в условиях «мономерной» обращенно-фазовой ВЭЖХ. Изв. вузов. Химия и хим. технология. 2024. Т. 67. Вып. 12. С. 25-32. DOI: 10.6060/ivkkt.20246712.7057.

СИНТЕЗ МЕТАЛЛ-ОРГАНИЧЕСКОЙ КАРКАСНОЙ СТРУКТУРЫ Ni-MOF С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ 2-МЕТИЛИМИДАЗОЛА И ПРИМЕНЕНИЕ ДЛЯ АДСОРБЦИИ ОРГАНИЧЕСКИХ ПИГМЕНТОВ

Dinh Van Tac — 2024-11-12

Среди металл-органических каркасных материалов (MOFs), Ni-MOF считается одним из перспективных материалов из-за его высокой пористости и структуры, содержащей активные ионы переходных металлов. Путем изменения органических лигандов и условий синтеза материалы Ni-MOF с различными структурами и свойствами были получены и имеют возможности применения в различных областях. В этой работе металл-органический каркасный материал Ni-MOF синтезирован сольвотермическим методом с использованием органического лиганда 2-метилимидазола. Физико-химические характеристики материала определяли с помощью рентгеноструктурного анализа, ИК спектров, EDX спектров и SEM изображений. Методами физико-химического анализа доказано, что полученный материал Ni-MOF имеет полую пористую структуру и сравнительно низкую кристалличность. Морфология поверхности, элементный состав и кристалличность зависят от природы соли никеля и мольного соотношения никеля / 2-метилимидазола. Синтезированный материал применен для адсорбции метиленового синего (MB) и родамина Б (RhB) в водной среде. Результаты исследования показывают, что синтезированный материал Ni-MOF обладает хорошей адсорбционной способностью MB и RhB. Исследовано влияние условий синтеза, включая мольное соотношение соли никеля и 2-метилимидазола, температура синтеза и время прокаливания, на адсорбционную способность материалов Ni-MOF. По результатам исследований, материал Ni-MOF, синтезированный сольвотермическим методом с использованием нитрата никеля и 2-метилимидазольного лиганда с мольным соотношением 1:8, прокаленный при 180 °С в течение 8 ч, обладает наилучшей способностью к адсорбции пигментов. Адсорбционная емкость Ni-MOF по отношению к MB и RhB достигла 105,45 мг/г и 51,48 мг/г соответственно.

Для цитирования:

Динь Ван Так, Ву Тхи Зуен Синтез металл-органической каркасной структуры Ni-MOF с использованием 2-метилимидазола и применение для адсорбции органических пигментов. Изв. вузов. Химия и хим. технология. 2024. Т. 67. Вып. 12. С. 33-38. DOI: 10.6060/ivkkt.20246712.7062.

СИНТЕЗ 1-ВИНИЛ-3(5)-МЕТИЛ-4-НИТРОПИРАЗОЛА И ИЗУЧЕНИЕ ЭФФЕКТА МЕТИЛЬНЫХ ЗАМЕСТИТЕЛЕЙ ПИРАЗОЛЬНОГО КОЛЬЦА ПРИ РАДИКАЛЬНОЙ ПОЛИМЕРИЗАЦИИ

Lilit A. Bichakhchyan — 2024-11-12

Целью данной работы была разработка удобного препаративного метода прямого N-алкилирования 3(5)-метил-4-нитропиразола в условиях межфазного катализа (МФК). Необходимость разработки диктовалась еще тем, что продукты реакции одновременно являются промежуточными при синтезе важного класса соединений - винилпиразолов. При алкилировании 3(5)-метил-4-нитропиразола в стандартных условиях МФК (бензол-вода-KOH-ТЭБАХ (триэтилбехзиламмоний хлористый)) не привели к желаемому результату. По-видимому, бензол затрудняет перенос аниона нитропиразола из водной в органическую среду, в результате чего выход ожидаемого алкилированного соединения составляет лишь 50%. При алкилировании в отсутствие бензола, под воздействием гидроксида калия в воде легко протекает депротонирование и образуется соответствующая калиевая соль 3(5)-метил-4-нитропиразола, что блокирует дегидрохлорирование 1,2-дихлорэтана и приводит к селективному протеканию процесса алкилирования соответствующего нитропиразола. При эквимолярном соотношении нитропиразола и гидроксида калия выход смеси образующихся 1-(2-хлорэтил)-3- и 1-(2-хлорэтил)-5-метил-4-нитропиразолов достигает 80%. Исследовано также дегидрохлорирование полученных замещенных хлорэтилпиразолов в метанольном растворе, в условиях МФК и в водном растворе N-метилморфолин-N-оксида (NМО/Н₂О), в присутствии гидроксида калия. Хотя гомогенный метод дегидрохлорирования технологически несовершенен, однако он позволяет с выходом 45% получить смесь изомеров 1-винил-3- и 1-винил-5-метил-4-нитропиразола. Дегидрохлорирование в условиях МФК является альтернативой гомогенному процессу, однако не способно обеспечить высокий выход ожидаемых соединений– 20%. Установлено, что дегидрохлорирование исследуемых 1-(2̕'-хлорэтил)-3(5)-метил-4-нитропиразолов значительно успешнее протекает в системе NMO/H₂O в присутствии KOH, приводя к суммарному выходу 1-винил-3- и 1-винил-5-метил-4-нитропиразолов до 60%. Изучены эффекты метильных заместителей пиразольного кольца при радикальной полимеризации. Идентифицированные мономеры в одинаковых условиях проявляют различную активность. Так, в процессе радикальной полимеризации изомер, в котором метильная группа находится в пятом положении пиразольного кольца, полимеризуется с большей скоростью, чем изомер, в котором метильная группа находится в третьем положении.

Для цитирования:

Бичахчян Л.А., Маркосян А.Дж., Шахатуни А.Г., Бадалян К.С., Аттарян О.С., Хачатрян А.Н. Синтез 1-винил-3(5)-метил-4-нитропиразола и изучение эффекта метильных заместителей пиразольного кольца при радикальной полимеризации. Изв. вузов. Химия и хим. технология. 2024. Т. 67. Вып. 12. С. 39-46. DOI: 10.6060/ivkkt.20246712.7065.

НОВЫЕ БИАРИЛЬНЫЕ ПРОИЗВОДНЫЕ ПРЕПАРАТА ДИКЛОФЕНАКА: СИНТЕЗ, МОЛЕКУЛЯРНЫЙ ДОКИНГ И ИЗУЧЕНИЕ ИХ БИОЛОГИЧЕСКОЙ АКТИВНОСТИ КАК ПРОТИВОРАКОВЫХ И АНТИОКСИДАНТНЫХ СРЕДСТВ

Nabeel A. Abdul-Rida — 2024-11-12

В этой работе ряд производных диклофенака были синтезированы с помощью реакции Сузуки-Мияуры и оценены in vitro как противораковые и антиоксидантные агенты. Структуры синтезированных соединений были охарактеризованы с помощью спектров FT-IR, ¹H ЯМР, ¹³C ЯМР и элементного анализа. Продукты были проверены in vitro на их противораковую активность против обеих линий клеток HdFn и MCF-7, а также исследованы на их антиоксидантную активность. Результаты анализа цитотоксичности показали, что производные 3a и 3d продемонстрировали хорошее ингибирование для линий клеток MCF-7 со значениями IC50 33,1 и 38,2 мкМ соответственно, в то время как 3a и 3c продемонстрировали приемлемое ингибирование для HdFn со значениями IC50 68,7 и 72,6 мкМ соответственно по сравнению с препаратом тамоксифин. Исследование молекулярного докинга целевых соединений подтвердило результаты теста цитотоксичности. Кроме того, результаты исследования DPPH выявили хорошую антиоксидантную активность производных 3a, 3c и 3d с процентами ингибирования 83,14, 82,42 и 78,16% соответственно по сравнению с аскорбиновой кислотой.

Для цитирования:

Абдул-Рида Н.А., Мохаммед К.Т. Новые биарильные производные препарата диклофенака: синтез, молекулярный докинг и изучение их биологической активности как противораковых и антиоксидантных средств. Изв. вузов. Химия и хим. технология. 2024. Т. 67. Вып. 12. С. 47-53. DOI: 10.6060/ivkkt.20246712.7071.

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

РЕШЕНИЕ ОБРАТНОЙ ЗАДАЧИ ХИМИЧЕСКОЙ КИНЕТИКИ НА ОСНОВЕ МОДЕЛЕЙ НЕЧЕТКОЙ ЛОГИКИ

Nikolay I. Kol'tsov — 2024-11-12

Исследована возможность применения методов «мягких» вычислений для решения обратной задачи химической кинетики по идентификации нечетких кинетических законов по данным стационарных экспериментов без априорного задания вида кинетического закона. «Мягкие» вычисления объединяют такие методы искусственного интеллекта как нечеткая логика, нейронные сети, генетические алгоритмы и др. (Ф. Розенблатт, Л. Заде, Дж. Холланд и др.). Комбинации этих методов позволят создавать различные гибридные системы. Динамические кинетические модели химических реакций описываются системами обыкновенных дифференциальных уравнений (четкими детерминированными моделями), на основе которых, с применением различных оптимизационных методов (наименьших квадратов и др.), решается обратная задача химической кинетики. B. Коско доказал, что любая математическая система может быть сколько угодно точно аппроксимирована недетерминированной или слабо детерминированной моделью на основе нечеткой логики с помощью простых алгоритмических конструкций вида «если … то» (условных операторов) без непосредственного количественного или качественного анализа систем дифференциальных уравнений. Нечеткая кинетическая модель представляет собой алгоритмическую конструкцию на основе нечеткой алгебры, которая дает возможность рассчитывать скорость реакции при любых интересующих экспериментатора значениях концентраций реагентов. Эта модель позволяет решать обратную задачу без априорного задания вида кинетического закона, не имеет однозначного формульного представления и может быть описана регрессионными (четкими) уравнениями. В данной статье на основе методов нечеткой логики получены и исследованы регрессионные кинетические модели для решения обратной задачи для простой модельной реакции и реакции гидрохлорирования ацетилена. Показано, что четкие регрессионные модели демонстрируют хорошую точность и могут быть использованы для установления альтернативных кинетических законов и механизмов осуществления химических реакций.

Для цитирования:

Кольцов Н.И. Решение обратной задачи химической кинетики на основе моделей нечеткой логики. Изв. вузов. Химия и хим. технология. 2024. Т. 67. Вып. 12. С. 54-63. DOI: 10.6060/ivkkt.20246712.7067.

МОЛЕКУЛЯРНЫЕ КОМПЛЕКСЫ НА ОСНОВЕ пара-АЛКИЛСУЛЬФОНОВЫХ КИСЛОТ И ПРОИЗВОДНЫХ ПИРИДИНА: СТРОЕНИЕ И МЕЗОМОРФНЫЕ СВОЙСТВА

Mikhail S. Fedorov — 2024-11-12

В работе представлены результаты теоретических и экспериментальных исследований новых мезогенных молекулярных комплексов на основе 4-алкилсульфоновых кислот и 4-пиридил-4’-н-алкилоксибензоатов. С помощью методов квантовой химии (DFT) выполнено моделирование структурных единиц исследуемых систем, представляющих собой комплексы, образующихся за счет водородной связи. Показана взаимосвязь молекулярных параметров, электронных эффектов заместителей, газофазной кислотности и характеристик формируемых H-комплексов. Электронодонорные алкильные заместители в пара-положении бензолсульфоновой кислоты снижают газофазную кислотность по сравнению с незамещенной молекулой, усиливая электроноакцепторные свойства сульфогруппы. Вид и потенциальный барьер рассчитанных потенциальных функций переноса протона с сульфогруппы на пиридиновый фрагмент в исследуемых молекулярных комплексах позволили сделать вывод о том, что газофазная кислотность напрямую определяет характеристики этого процесса. Установлено, что пара-алкилзамещенные бензолсульфоновые кислоты формируют более сильные водородные связи в комплексах с переносом протона по сравнению с незамещенной бензолсульфоновой кислотой. Выполнен синтез трех молекулярных комплексов: 4-метилбензолсульфоновая кислота : 4-пиридил-4’-н-додецилоксибензоат, 4-этилбензолсульфоновая кислота : 4-пиридил-4’-н-гептилоксибензоат, 4-этилбензолсульфоновая кислота : 4-пиридил-4’-н-додецилоксибензоат состава 1:1. Зарегистрированные при комнатной температуре ИК спектры показали, что исследуемые соединения представляют собой молекулярные комплексы с переносом протона с сульфогруппы на пиридиновый фрагмент с межмолекулярной водородной связью типа N–H∙∙∙O. Определено, что все H-комплексы обладают энантиотропным мезофорфизмом, о чем свидетельствуют данные ДСК и поляризационной термомикроскопии. Зарегистрированные мозаичные текстуры в поляризационном микроскопе позволили предположить у исследуемых образцов смектический тип мезофазы. Показано, что значения температур фазовых переходов мезофазы в изотропножидкую фазу зависят от длины алкильных заместителей в компонентах комплексов, что может быть проявлением четно-нечетного эффекта.

Для цитирования:

Федоров М.С., Филиппов А.А., Сырбу С.А., Киселев М.Р. Молекулярные комплексы на основе пара-алкилсульфоновых кислот и производных пиридина: строение и мезоморфные свойства. Изв. вузов. Химия и хим. технология. 2024. Т. 67. Вып. 12. С. 64-72. DOI: 10.6060/ivkkt.20246712.7094.

ИЗУЧЕНИЕ ВЛИЯНИЯ ЛЕГИРОВАНИЯ МЕТАЛЛАМИ (Co, Ni, Cu) НА СТРУКТУРНЫЕ И ЭЛЕКТРОННЫЕ СВОЙСТВА ОДНОСЛОЙНЫХ УГЛЕРОДНЫХ НАНОТРУБОК: ТЕОРЕТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ

Pham Thi Be — 2024-11-12

Широко параметризованный самосогласованный квантово-химический метод GFN2-xTB был использован для исследования влияния легирования металлами Co, Ni и Cu на структурные и электронные свойства однослойных углеродных нанотрубок (CNT). Результаты вычислений энергии взаимодействия, порядка связей и зарядов атомов по Мулликену показали, что легированные металлы образуют химические связи с поверхностью CNT через металло-углеродные связи. Было отмечено значительное перенесение заряда от атомов металла к CNT, особенно в случае Cu/CNT. Анализ значений энергии ионизации (IP), сродства к электрону (EA) и глобального индекса электрофильности (GEI) показал, что присутствие металлов увеличивает значения IP, EA и GEI по сравнению с чистыми CNT. Эти изменения свидетельствуют о повышении реакционной способности и стабильности легированных нанотрубок. Кислотность Льюиса исследуемых систем увеличивается в следующем порядке: Ni/CNT < Co/CNT < Cu/CNT. Вычисления плотности, взвешенной по дробному числу заполнения, показали, что в системах с легированными металлами CNT плотность горячих и химически активных электронов преимущественно сосредоточена на атомах металла. Анализы молекулярных орбиталей продемонстрировали вклад атомов металла в HOMO и LUMO, что существенно влияет на электронные свойства нанотрубок. Кроме того, центральное расстояние (Dij) между HOMO и LUMO систем M/CNT (M = Co, Ni, Cu) зависит от легирования металлами. Среди исследованных систем, Co/CNT имеет наименьший энергетический зазор между LUMO и HOMO и наибольшее значение Dij, что указывает на его пригодность для фотокаталитических приложений. Эти результаты могут быть полезны для разработки новых материалов на основе углеродных нанотрубок с улучшенными свойствами для различных практических применений.

Для цитирования:

Фам Тхи Бе, Фан Ту Куи, Буй Конг Чинь, Нгуен Тхи Ким Зянг, Нгуен Тхи Тху Ха Изучение влияния легирования металлами (Co, Ni, Cu) на структурные и электронные свойства однослойных углеродных нанотрубок: теоретический анализ. Изв. вузов. Химия и хим. технология. 2024. Т. 67. Вып. 12. С. 73-79. DOI: 10.6060/ivkkt.20246712.7115.

ДИЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ БАРЬЕРНЫЙ РАЗРЯД АТМОСФЕРНОГО ДАВЛЕНИЯ В ПАРАХ ГЕКСАМЕТИЛДИСИЛАЗАНА КАК СПОСОБ ОСАЖДЕНИЯ ПОКРЫТИЙ

Dmitry A. Shutov — 2024-11-12

В работе показана возможность использования диэлектрического барьерного разряда для осаждения полимерных органосиликатных пленок на поверхность стеклянных подложек. Планарный барьерный разряд атмосферного давления возбуждался в проточной камере в атмосфере гексаметилдисилазана при фиксированном расходе. В качестве газа-носителя выступал гелий. Расходы газа-носителя и рабочей жидкости были фиксированными и составляли 45 мл/с и 0,2 мл/с, соответственно. Частота диэлектрического барьерного разряда составляла 50 Гц, средний ток разряда 3 мА при полной мощности, вкладываемой в разряд 24 ВА. Время осаждения варьировалось в диапазоне 30-1200 с. Показано, что в исследованных условиях разряд имеет филаментную форму. Исследование морфологии поверхности и элементного состава осажденной пленки выполняли методом сканирующей электронной микроскопии и методом энергодисперсионной спектроскопии. Смачиваемость поверхности определяли методом краевых углов методом фотофиксации капель. Элементный состав осаждаемых покрытий свидетельствует об образовании кремнийорганической пленки. Метод краевых углов смачивания по полярным (дистиллированная вода) и неполярным (дийодометан, глицерин) жидкостям показал, что смачиваемость осажденных покрытий выше, чем у исходной подложки. Дополнительно исследовано влияние времени хранения осажденных покрытий (при нормальных условиях) на их свойства. Установлено, что эффект хранения не оказывает существенного влияния на смачиваемость пленок.

Для цитирования:

Шутов Д.А., Иванов А.Н., Сунгурова А.В., Игнатьев А.А., Морозова Ю.Н., Рыбкин В.В. Диэлектрический барьерный разряд атмосферного давления в парах гексаметилдисилазана как способ осаждения покрытий. Изв. вузов. Химия и хим. технология. 2024. Т. 67. Вып. 12. С. 80-85. DOI: 10.6060/ivkkt.20246712.7148.

ПАРАМЕТРЫ ПЛАЗМЫ И КИНЕТИКА РЕАКТИВНО-ИОННОГО ТРАВЛЕНИЯ ZnO В БРОМИСТОМ ВОДОРОДЕ: ВЛИЯНИЕ ИНЕРТНОГО ГАЗА-НОСИТЕЛЯ

Alexander M. Efremov — 2024-11-12

В работе обсуждается влияние инертных газов-носителей, Ar и He, на характеристики газовой фазы и скорость травления ZnO в типичных условиях реактивно-ионного травления в плазме бромистого водорода. Диагностика плазмы с помощью зондов Ленгмюра и 0-мерное моделирование плазмы позволили выяснить, как содержание данного газа-носителя влияет на параметры электронной и ионной компонент плазмы, кинетику активных частиц и их концентрации. Было обнаружено, что переход к смесям с высоким содержанием Ar или He а) вызывает рост температуры электронов (из-за меньших потерь энергии электронов при столкновениях с атомными частицами); б) снижает электроотрицательность плазмы и в) приводит к противоположным изменениям как концентрации, так и плотности потока ионов. Последнее явление обусловлено противоположными изменениями суммарных скоростей ионизации из-за существенной разницы в коэффициентах скоростей ионизации Ar и He. Важными особенностями плазмы HBr + Ar при 0-80% Ar также являются более медленное, чем линейное, падение концентрации атомов Br (из-за интенсификации диссоциации молекул HBr и Br₂ электронным ударом), а также увеличение концентрации атомов H (из-за снижения скорости их гибели в газовой фазе). Эксперименты по травлению показали, что скорость травления ZnO формируется, в основном, ионно-стимулированной химической реакцией, при этом скорость реакции снижается быстрее по сравнению с плотностью потока атомов брома. Соответствующее снижение эффективной вероятности может быть связано как с изменением интенсивности ионной бомбардировки, так и с эффектом водородной пассивации.

Для цитирования:

Ефремов А.М., Смирнов С.А., Бетелин В.Б., Kwon K.-H. Параметры плазмы и кинетика реактивно-ионного травления ZnO в бромистом водороде: влияние инертного газа-носителя. Изв. вузов. Химия и хим. технология. 2024. Т. 67. Вып. 12. С. 86-95. DOI: 10.6060/ivkkt.20246712.7081.

CТАБИЛИЗАЦИЯ ПОЛИЭТИЛЕНА И ДРУГИХ ПОЛИОЛЕФИНОВ ПРОИЗВОДНЫМИ ФЕНОТИАЗИНА

Sergey P. Zhuravkov — 2024-11-12

В данной работе приведены результаты синтеза и исследования термостабилизирующих свойств ряда новых производных, а также ранее известных производных фенотиазинa (ФТ). В качестве объектов исследования использовали: цис-10-пропенилфенотиазин (цис-10-ПФТ), 1-этил-2-метил-3-(10H-фенотиазин-10-ил)-2,3-дигидро-1H-пиридо-[3,2,1-k,l]фенотиазин. Димер пропенилФТ (ДПФТ), 1- этил-2-метил -3-(5-oксо-10H-фенотиазин-10-ил)-2,3-дигидро-1H-пиридо-[3,2,1-k,l]фенотиазин 7-oксид. S-окись ДПФТ (ДПФТО), 1-этил-2-метил-1H-пиридо-[3,2,1-k,l]фенотиазин. Пиридофенотиазин (ПирФТ) и смесь двух фракций олигомеров 10-пропенилфенотиазина: 1-этил-2-метил-3-(10H-фенотиазин-3-ил)-2,3-дигидро-1H-пиридо-[3,2,1-k,l]фенотиазин. (ОПФТ 1) и 3,7-бис(1-этил-2-метил-2,3-дигидро-1H-пиридо-[3,2,1-k,l]фенотиазин -3-ил -10H-фенотиазин. (ОПФТ 2). В качестве образца сравнения использовали известный промышленный стабилизатор - пентаэритритол тетракис (3-(3,5-ди-трет-бутил-4-гидроксифенил)пропионат (Ирганокс 1010). Ирганокс 1010 - антиоксидант на основе пространственно-затрудненного фенола c высоким молекулярным весом, обладает очень низкой летучестью, используется как антиоксидант и термостабилизатор для полипропилена, полиэтилена, ударопрочного полистирола, поли-4-метил-пентена. Для оценки стабилизирующего действия производных ФТ использовали порошок нестабилизированного темплена (сополимера поли-4-метилпентена-1 и н-гексена). Методами термогравиметрического (ТГА) и дифференциально-термического анализа (ДТА) исследовали термоокислительную деструкцию полимерных композиций на основе темплена в открытых и закрытых тиглях. Для каждого испытуемого образца стабилизатора определены: температура начала разложения полимерной композиции (Т_н.р., °С), температура разложения 1% масс тестируемой полимерной композиции (Т_1%, °С). На основании полученных экспериментальных данных рассчитаны: термостойкость тестируемых композиций, эффективная энергия активации (Е_а). Оценку термостабилизирующего эффекта добавок в композициях на основе сополимера этилена с винилацетатом (сэвилена), полиэтилена высокого давления (ПЭВД) проводили по ТУ 301-05-91, по времени накопления в них кислых продуктов деструкции полимера в процессе старения при 180 °С и 160 °С в токе кислорода (τ_pH), а также по изменению показателя текучести расплава в процессе выдержки полимера на воздухе при 200 °С в течение 2 ч (для сэвилена и ПЭВД). Кроме того, эффективность действия добавок оценивали по изменению механических свойств композиций: предела текучести при растяжении (σ_т), относительного удлинения (ε, %). Установлено, что смесь двух фракций олигомеров (ОПФТ 1) и (ОПФТ 2), синтезированных из цис-10-ПФТ, обладают достаточно высоким стабилизирующим действием.

Для цитирования:

Журавков С.П., Бойцова Е.Л., Славинская А.В. Cтабилизация полиэтилена и других полиолефинов производными фенотиазина. Изв. вузов. Химия и хим. технология. 2024. Т. 67. Вып. 12. С. 96-101. DOI: 10.6060/ivkkt.20246712.6941.

ОЦЕНКА ВЛИЯНИЯ ВОЛЛАСТОНИТА ИЗ ТЕХНОГЕННОГО ОТХОДА НА СВОЙСТВА ПОЛИМЕРНОГО КОМПОЗИТА НА ОСНОВЕ ПОЛИТЕТРАФТОРЭТИЛЕНА

Sakhayana N. Danilova — 2024-11-12

В работе представлены результаты исследования синтетического волластонита из отходов производства борной кислоты (борогипса) на физико-механические и трибологические свойства полимерных композиционных материалов на основе политетрафторэтилена. Волластонит синтезирован из борогипса путем его гидротермальной обработки в щелочной среде и последующего обжига полученного осадка при 900–1000 °С в течение 1 ч. Продукт с удельной поверхностью 1,4 м²/г и плотностью 3,06 г/см³, полученный в вышеуказанных режимах, характеризуется наличием волластонита триклинной модификации и наличием ангидрита CaSO₄. Частицы волластонита имеют игольчатую форму с диаметром иголок ~100 нм. Показано, что игольчатые частицы волластонита соединены между собой и образуют конгломераты и агломераты размером от 10 до 70 мкм. Агломераты частиц характеризуются широким унимодальным распределением пор с максимумом 3,78 нм с конической и щелевидной формами. Установлено, что применение волластонита приводит к повышению износостойкости полимерных композиционных материалов на основе ПТФЭ. Композиты, наполненные 10 и 20 мас.% волластонита, характеризуются снижением скорости массового изнашивания в 700 раз относительно исходного полимера. Физико-механические исследования ПКМ показывают, что введение волластонита приводит к увеличению прочности при сжатии и модуля упругости. Однако зафиксировано снижение деформационно-прочностных показателей. Методом сканирующей электронной микроскопии выявлено формирование вторичных структур на поверхностях трения, которые играют роль в адаптации композита к изнашиванию. Методом ИК-спектроскопии поверхностей трения зафиксировано появление новых пиков, соответствующих гидроксильным, карбонильным и карбоксильным соединениям. Это указывает на определенный вклад частиц волластонита в трибохимические процессы.

Для цитирования:

Данилова С.Н., Тарасова П.Н., Ярусова С.Б., Капитонова Ю.В., Осипова В.Н., Охлопкова А.А., Гордиенко П.С. Оценка влияния волластонита из техногенного отхода на свойства полимерного композита на основе политетрафторэтилена. Изв. вузов. Химия и хим. технология. 2024. Т. 67. Вып. 12. С. 102-112. DOI: 10.6060/ivkkt.20246712.7064.

МАРКЕРНЫЕ ПОКАЗАТЕЛИ КАЧЕСТВА ДЛЯ ВОДЫ ИЗ ВОДОМАТОВ И РОДНИКОВ

Alexander S. Tsvetkov — 2024-11-12

Известно, что качество питьевой воды оказывает сильное влияние на здоровье современного человека. Во многом это зависит от химического и микробиологического состава потребляемой воды. В настоящее время нет установленного перечня маркерных показателей, позволяющего в минимальные сроки сделать выводы о безопасности питьевой воды из целого ряда различных источников. В работе представлены результаты проведенных химического и микробиологического анализа проб воды из вендинговых аппаратов различных торговых марок и родников, расположенных в г. Иваново и Ивановской области. Результаты показывают несоответствие данных типов вод установленным нормам за рассматриваемый период исследования. В ходе выявления маркерных веществ по полученным данным были проведены регрессионный и корреляционные анализы, характеризующие химический состав воды из предложенных источников. Обработка полученных зависимостей содержания конкретного загрязняющего вещества от времени для родников проводилась полиномами 8-го и 9-го порядков, а для вендинговых аппаратов – полиномами 3-го и 4-го порядков, также были получены уравнения трендов для данных зависимостей. Сделаны выводы о возможности использования рассматриваемых методов статистической обработки, определено наличие или отсутствие стохастической связи между всеми анализируемыми компонентами, представлен список показателей, между которыми возможно проследить взаимозависимость содержания в рассматриваемых типах вод. Приведен перечень химических веществ, которые можно считать маркерными показателями для воды из водоматов и родников, а также указаны максимально допустимые концентрации предложенных веществ.

Для цитирования:

Цветков А.С., Буймова С.А., Бубнов А.Г. Маркерные показатели качества для воды из водоматов и родников. Изв. вузов. Химия и хим. технология. 2024. Т. 67. Вып. 12. С. 113-122. DOI: 10.6060/ivkkt.20246712.7059.

ОКИСЛИТЕЛЬНАЯ ДЕСТРУКЦИЯ АМОКСИЦИЛЛИНА В ФЕНТОН-ПОДОБНОЙ ОКИСЛИТЕЛЬНОЙ СИСТЕМЕ ПРИ ВОЗДЕЙСТВИИ СОЛНЕЧНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ

Kupriyan D. Alekseev — 2024-11-12

В работе представлены результаты исследования кинетических закономерностей окислительной деструкции β-лактамных антибиотиков пенициллинового ряда, на примере амоксициллина, в Фентон-подобной железо-персульфатной системе, активированной естественным солнечным излучением. Изучено влияние концентраций Fe²⁺ и персульфата на скорость реакции окисления антибиотика и минерализацию общего органического углерода (ООУ) в комбинированной системе {Solar/Fe²⁺/S₂O₈^2-}. С увеличением концентрации окислителя с 0,5 мМ до 1,5 мМ начальная скорость реакции окисления амоксициллина возросла в 2,5 раза, а конверсия целевого соединения и минерализация ООУ после 120 мин экспозиции достигли 90% и 19%, соответственно. Увеличение концентрации Fe²⁺ с 0,1 мМ до 0,3 мМ, привело к росту начальной скорости реакции окисления амоксициллина в 1,5 раза, и минерализации ООУ – до 21%. Дана сравнительная оценка различных окислительных систем. Экспериментально установлено, что эффективность процесса деструкции амоксициллина возрастает в ряду: {S₂O₈^2-} < {Solar} < {Solar/S₂O₈^2-} <
< {Fe²⁺/S₂O₈^2-} < {Solar/Fe²⁺/S₂O₈^2-}. Необходимо отметить, что минерализация ООУ наблюдается только в комбинированной системе {Solar/Fe²⁺/S₂O₈^2-}, что свидетельствует о глубоком окислении интермедиатов и, следовательно, о повышении биоразлагаемости конечных продуктов реакции. Установлено, что в реальной водной матрице, в природной поверхностной воде р. Селенги, наблюдается ингибирование процесса окислительной деструкции амоксициллина и минерализации ООУ, обусловленное в большей степени присутствующими в ней гидрокарбонатами. Полученные результаты свидетельствуют о перспективности использования естественного солнечного излучения для эффективной деструкции β-лактамных антибиотиков пенициллинового ряда в комбинированной окислительной системе {Solar/Fe²⁺/S₂O₈^2-}.

Для цитирования:

Алексеев К.Д., Сизых М.Р., Батоева А.А. Окислительная деструкция амоксициллина в фентон-подобной окислительной системе при воздействии солнечного излучения. Изв. вузов. Химия и хим. технология. 2024. Т. 67. Вып. 12. С. 123-130. DOI: 10.6060/ivkkt.20246712.7082.