Химия. Эконология. Биотехнология

УДК 623.19.47

К.С. Рябухина, Л.С. Пан, В.В. Вольхин

Пермский национальный исследовательский политехнический университет

МОДИФИЦИРОВАНИЕ ПОВЕРХНОСТЕЙ МОРСКИХ ВОДОРОСЛЕЙ С ЦЕЛЬЮ ПОЛУЧЕНИЯ БИОСОРБЕНТОВ ДЛЯ ПОГЛОЩЕНИЯ ЙОДА

Повышению безопасности АЭС и других объектов атомной энергетики в последнее время уделяется особое внимание. Одним из направлений решения этой проблемы является обеспечение надежной защиты атмосферы и окружающей среды от загрязнения радиоактивным йодом, особенно в случае возникновения аварий.

Радиоактивный йод находится в газообразных радиоактивных отходах (ГРО) в нескольких формах – аэрозольный, молекулярный и в виде органических соединений. Основная трудность в обеспечении эффективной очистки ГРО от радиоактивного йода состоит в том, что в них присутствует трудноулавливаемая форма йода – метилйодид, доля которого от содержания радиойода может составлять 10 % и более. Его содержание определяет коэффициент очистки ГРО от радиоактивного йода.

В связи с этим актуальным является создание сорбента, способного поглощать наряду с молекулярным йодом и его органические соединения. Известны способы улавливания радиойода и метилйода с помощью активированных углей или других носителей, модифицированных органическими аминами, которые химически взаимодействуют с метилйодидом, йодидами металлов или нитратом серебра. Недостатками данных способов является низкая эффективность используемых сорбентов из-за повышенной летучести аминов, невысокая скорость процесса сорбции и низкий коэффициент очистки ГРО от радиоактивного йода.

141

elib.pstu.ru

Настоящая работа посвящена получению сорбционного материала для улавливания разных форм радиоактивного йода из газовой фазы и жидких растворов. В качестве носителя были использованы морские водоросли Zostera marina и Cystoseira barbata. Выбор морских водорослей обусловлен, с одной стороны, способностью аккумулировать йод благодаря высокому содержанию углеводной составляющей, а с другой – возможностью образования связей с аминами за счет наличия на поверхности карбоксильных групп альгиновой, аскорбиновой и других карбоновых кислот.

Морские водоросли были импрегнированы комплексными соединениями, состоящими из пиридина или гексаметилтетрамина и йодида бария. Изучены сорбционные свойства полученных сорбентов при извлечении йода из газовой фазы и жидких растворов. Показано, что импрегнированные водоросли сорбируют йод в 1,5 раза больше из жидкой фазы и в 3 раза больше из газовой среды по сравнению с чистыми водорослями. В условиях повышенной влажности эффективность сорбции полученных материалов повышается за счет набухания водорослей и увеличения доступной поверхности.

142

elib.pstu.ru

УДК 544.034

Н.А. Климов, А.С. Аверкина, А.В. Цуканов, Д.А. Казаков, В.В. Вольхин

Пермский национальный исследовательский политехнический университет

ВЛИЯНИЕ ЧАСТИЦ ПОЛИМЕРНЫХ НАНОКОМПОЗИТНЫХ МАТЕРИАЛОВ НА МАССОПЕРЕНОС КИСЛОРОДА

В СИСТЕМЕ ГАЗ – ЖИДКОСТЬ

Гетерогенные реакции в системах газ – жидкость, сопровождающиеся межфазным транспортом малорастворимого в жидкой фазе газообразного реагента, достаточно часто протекают в диффузионном режиме, и их скорость определяется интенсивностью массопереноса реагента через границу раздела фаз. Так, кинетика абсорбции О2 может влиять на скорость жидкофазного каталитического окисления органических и неорганических веществ и аэробных биотехнологических процессов. Традиционные способы повышения интенсивности массопереноса кислорода, основанные на барботаже и (или) усилении перемешивания потоков жидкости и газа, достаточно энергозатратны, в связи с чем разработка новых подходов к интенсификации межфазного транспорта является сегодня актуальной задачей.

В качестве одного из наиболее перспективных способов повышения скорости массопереноса в системах газ – жидкость в настоящее время рассматривается введение в жидкую фазу полимерных частиц. Частицы, полученные из различных полимерных материалов, существенно различаются своими свойствами, однако систематическая информация, позволяющая проследить взаимосвязь физико-химических свойств частиц и их способности усиливать межфазный транспорт кислорода в системах газ – жидкость, к настоящему времени отсутствует. Кроме того, фи- зико-химические свойства частиц могут быть модифицированы

143

elib.pstu.ru

путем введения в полимерный материал различных добавок, в том числе нанодисперсных.

Данные по влиянию частиц полимерных нанокомпозитных материалов (ПНМ) на массоперенос кислорода в системе газ – жидкость к настоящему времени отсутствуют. В соответствии с этим целью настоящей работы является изучение влияния частиц ПНМ на массоперенос кислорода в системе газ (воздух) – жидкость (вода). Основное внимание планируется уделить решению следующих задач:

1)получение частиц ПНМ с использованием различных методик;

2)изучение влияния частиц ПНМ на интенсивность массопереноса кислорода в системе газ – жидкость;

3)изучение влияния частиц ПНМ на макрокинетику химических и биохимических реакций в системе газ – жидкость, лимитируемых массопереносом кислорода.

Особое внимание при выполнении исследования планируется уделить получению и исследованию влияния на массопере-

нос О2 частиц ПНМ на основе ультрадисперсного магнетита (Fe3O4). Перспективность использования ПНМ с магнитными свойствами для интенсификации гетерогенных реакций с участием кислорода обусловлена возможностью их быстрого выделения из жидких сред под действием магнитного поля и последующего многократного использования.

144

elib.pstu.ru

УДК 543.61+665.3

Л.Д. Аснин, А.Л. Абатуров

Пермский национальный исследовательский политехнический университет

ГАЗОХРОМАТОГРАФИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ ТЕХНИЧЕСКОЙ ОЛЕИНОВОЙ КИСЛОТЫ

Олеиновая кислота (ОК) широко используется в производстве смазочно-охлаждающих жидкостей, лакокрасочных материалов и как пластификатор. Техническая ОК содержит 60–70 % основного вещества и, соответственно, до 40 % примесей, главным образом, предельных и непредельных жирных кислот. Фракция примесей существенно влияет на вязкость, температуру застывания и другие технологические характеристики ОК, что делает необходимым контроль их качественного и количественного состава. Решить эту задачу позволяет метод газовой хроматографии. Разработка методики газохроматографического анализа техническойОК является целью представленнойработы.

Поскольку жирные кислоты характеризуются низкой летучестью, для анализа удобно перевести их в форму метиловых эфиров. Реакция метилирования осуществляется в среде сухого метилового спирта в присутствии H2SO4. Следы серной кислоты должны быть удалены из пробы перед введением ее в хроматограф. Для этой цели были опробованы 2 метода: нейтрализация кислоты в реакционной смеси карбонатом калия и экстракция эфиров жирных кислот гексаном с последующей сушкой гексановой фазы MgSO4. Сравнительные испытания показали, что оба метода приводят к аналогичным результатам. Для дальнейшего использования рекомендуется второй метод как исключающий наличие примесей неорганических солей в пробе.

Хроматографический анализ выполняли на хроматографе Кристалл-5000.2 («Хроматэк», Йошкар-Ола) с пламенно-

145

elib.pstu.ru

ионизационным детектором в режиме ступенчатого программирования температуры от 130 oC (с задержкой 1 мин) до 190 oC со скоростью 2 oC/мин с последующим подъемом температуры до 250 oC со скоростью 15 oC/мин. Идентификация компонентов пробы осуществлялась методом хромато-масс-спектрометрии на хроматографе Agilent 6890N («Agilent», США) в аналогичных условиях. В таблице приведены данные о составе ОК марки БТ-11, полученные методом простой нормировки.

Состав олеиновой кислоты марки БТ-11 по данным газохроматографического анализа

60 %. Продукт содержит около 13 % непредельных жирных кислот и ~24 % примесных предельных жирных кислот, из которых 8,4 % принадлежат изомеру ОК – транс-13-октадеценовой кислоте.

Авторы выражают благодарность А.А. Горбунову (ИТХ УрО РАН) за проведение хромато-масс-спектрометрического анализа.

146

elib.pstu.ru