Статья: О важнейших результатах и перспективах научных исследований Тихоокеанского океанологического института им. В.И. Ильичёва ДВО РАН (2023)

Проведено сравнение образцов аморфного кремнезема и алюмосиликата натрия, по-
лученных из отходов производства риса (шелухи и соломы) и надземной части хвощей
(полевого и зимующего), с реактивом диоксида кремния и коммерческими образцами
кремнийсодержащих энтеросорбентов по ряду физико-химических показателей.

Установлено фазовое состояние образцов (аморфное и аморфно-кристаллическое), описаны их ИК-спектры поглощения в области 400–4000 см-1, найдены значения насыпной плотности (от 28 до 631 кг/м3), рН водной вытяжки (от 5,6 до 9,6) и содержания водорастворимых веществ (от 7 до 35 %).

Определена адсорбционная активность всех исследованных образцов по метиленовому синему в нейтральной среде (3–264 мг/г), а для энтеросорбентов и алюмосиликата натрия из соломы риса – в среде желудка (рН 2) и двенадцатиперстной кишки (рН 7,5). Показано, что адсорбционная активность кремнийсодержащих сорбентов из растительного сырья сопоставима с коммерческими энтеросорбентами.

Рассмотрены результаты исследования технологии регенерации сорбентов нефти и нефтепродуктов после отработки ими своего ресурса.

Предложены технологическая схема регенерации и ее аппаратурное оформление, позволяющие за один этап очистить отработанный сорбент (на основе керамзита, перлита, вермикулита, пеносиликата) от углеводородов и повторно его модифицировать.

Установлены оптимальные температурные режимы процессов регенерации по разработанной технологии.

Определение нефтеёмкостных характеристик регенерированных сорбентов свидетельствует о сохранении ими сорбционной емкости по отношению к нефтепродуктам.

Преимуществами разработанной технологии восстановления свойств сорбента являются простота в осуществлении и экономическая рациональность.

Полученные результаты открывают возможность широкого применения разработанного способа регенерации для восстановления свойств отработанных алюмосиликатных сорбентов.

Разработан новый метод гравиметрического определения содержания смол в нефти, нефтепродуктах и асфальтосмолопарафиновых отложениях (АСПО). Перед выделе-смол из исследуемых образцов предложено на первом этапе удалять парафины и асфальтены сорбцией на окиси алюминия, силикагеле или кремнеземе из рисовой шелухи, а затем проводить выделение смол смесью этилового спирта и толуола. Разработанный метод позволяет проводить анализ с погрешностью 5–10 % в течение 1 дня. Технико-экономические показатели улучшены за счет одновременного определения содержания парафинов и асфальтенов в анализируемом объекте.

Проведено комплексное исследование соединения γ-NH4Zr(HPO4)(PO4) методами РФА, ТГ-ДТА, ИК и ЯМР (1H, 31P, ВМУ) спектроскопии. Наличие двух типов фосфатных групп в структуре γ-NH4Zr(HPO4)(PO4) подтверждено присутствием характеристических полос в ИК спектре и сигналов в спектре ЯМР ВМУ 31P. Методами ИК и ЯМР спектроскопии изучены особенности водородной связи в соединении, установлено наличие независимо протекающих диффузионных движений протонов и сорбированных молекул воды. Методом дифференциального термического анализа исследован процесс разложения соединения.

Прямым сжиганием в калориметре KL-5 определена удельная теплота сгорания гидрата додекагидро-клозо-додекабората 2,4-диамин-6-метил-1,3,5-триазина, из которой рассчитаны его стандартные энтальпии сгорания (–14606 кДж/моль) и образования (–797 кДж/моль). С привлечением ДСК, ТГ, РФА, ИК и ХМС установлено, что на первой стадии термораспада (С4Н7N5Н)2[B12H12]∙Н2О (265−290 оС) выделяется ацетонитрил,в результате горения которого может развиваться температура до 4700 оС. В условиях калориметрической бомбы (высокое давление кислорода и температура) это вызывает полное сгораниe продуктов полураспада (С4Н7N5Н)2[B12H12]∙Н2О без образования В–С–N-содержащих остатков. Обсуждается важность учета влияния состава продуктов сгорания соединений аниона [B12H12]2− на точность расчета их термодинамических характеристик.

Представлены результаты исследований, направленных на оптимизацию контроля скорости резорбции магния и его сплавов в коррозионной среде.

Покрытия на сплавах магния, полученные методами плазменного электролитического оксидирования, позиционируются как биоактивные и используются в качестве антикоррозионных, обеспечивая контролируемое растворение металлического (магниевого) имплантата в среде организма человека.

В качестве подложки для формируемых защитных слоев в работе использовали сплав магния системы Mg–Mn–Ce. Исследованы морфология, фазовый и элементный состав защитных слоев, сформированных на поверхности металла.

Сравнительный анализ физико-химических свойств образцов с покрытиями указывает на возможность варьирования защитных характеристик и коррозионного разрушения материала подложки за счет использования карбонат-замещенного гидроксиапатита, характеризующегося повышенной растворимостью.

Представлен новый способ формирования на магниевых сплавах композиционных
покрытий на основе оксидной матрицы, получаемой плазменным электролитическим
оксидированием и модифицированной слоистыми двойными гидроксидами (СДГ), за-
груженными ингибитором коррозии. Методом сканирующей электронной микроскопии
и рентгенофазового анализа доказано формирование СДГ, состоящих из гидроталькита.

Методом электрохимической импедансной спектроскопии установлено электрохимическое поведение материала с защитным покрытием. Наилучшими антикоррозионными свойствами обладает покрытие, полученное синтезом слоистого двойного гидроксида
на предварительно сформированном ПЭО-слое с одновременной интеркаляцией в межслоевое пространство олеата натрия (|Z|f = 0,1 Гц = 1,24·106 Ом·см2).

Фотокатализаторы на основе TiO2–WO3–CoWO4 оксидных слоев на титане сформированы методом плазменно-электролитического оксидирования в тетраборатно-вольфраматных электролитах с добавлением ацетата кобальта и ЭДТА при соотношениях W:Co
равных 3:1, 1:1 и 1:3.

Все сформированные покрытия содержат кристаллические фазы CoWO4 и WO3. По результатам энергодисперсионного анализа концентрация вольфрама в составе ПЭО покрытий варьируется в пределах 11–17 ат.%, содержание кобальта ~4–9 ат.%.

Соотношение W:Co в полученных покрытиях соответствует соотношению этих элементов в электролитах.

Значения ширины запрещенной зоны, определенные методом Тауца для прямого разрешенного перехода, составляют 2,4–2,5 эВ и не зависят от соотношения W:Co в составе покрытий.

Показано, что все сформированные покрытия проявляют фотокаталитическую активность в реакции разложения MO в условиях видимого и УФ облучения.

Фотокаталитическая активность образцов Ti/W:Co в значительной степени зависит от соотношения в их составе W:Co.

Наиболее высокую активность проявляют образцы, в которых соотношение W:Co = 3:1, степень деградации метилового оранжевого в их присутствии составляет ~82 %.

Разработан новый простой метод получения кубических фторидных пирохлоров индия(III) и галлия(III), основанный на применении в качестве прекурсоров впервые синтезированных комплексных фторидов Cs[Cu(H2O)4]InF6 и Cs[Cu(H2O)4]GaF6 и их дегидратации в статической атмосфере воздуха в интервале температур 20–160 oC в течение 25–30 мин. Разработанный метод имеет значительные преимущества по сравнению с существующими методами получения фторидных пирохлоров, использующими твердофазные реакции исходных компонентов с одновременным их фторированием газообразным F2 при 450–600 oC в течение 6–10 ч или взаимодействие соответствующей смеси компонентов в запаянных серебряных, платиновых или золотых трубках в интервале температур 600–1000 oC в течение 8–10 дней с последующим закаливанием.

Статья представляет собой краткий обзор истории, структуры, научных направлений и результатов, полученных в Институте химии Дальневосточного отделения Российской академии наук, прежде всего ориентированных на практическую реализацию исследований и разработок, с дня его основания в 1971 г.

На основе архивных материалов прослежены основные этапы становления Дальневосточного отделения РАН, приведена хронология основных научноорганизационных событий с 1969 г. (год принятия правительственного решения об образовании Дальневосточного научного центра АН СССР) до наших дней.