Қазақстан Республикасының білім жəне ғылым министрлігі
ХИМИЯ ЖӘНЕ ХИМИЯЛЫҚ ТЕХНОЛОГИЯ БОЙЫНША IX ХАЛЫҚАРАЛЫҚ БІРІМЖАНОВ СЪЕЗІНІҢ ЕҢБЕКТЕРІ
жүктеу/скачать 31,15 Mb. Pdf көрінісі
|
- Бұл бет үшін навигация:
- Түйін сөздер
- Dzhusipbekov U.ZH., Nurgalieva G.O., Shakirova A.K., Bayahmetova Z.K., Topalova А.С.
- Keywords
- ХИМИЯ ЖӘНЕ ХИМИЯЛЫҚ ТЕХНОЛОГИЯ БОЙЫНША IX ХАЛЫҚАРАЛЫҚ БІРІМЖАНОВ СЪЕЗІНІҢ ЕҢБЕКТЕРІ
- References
- ТельбаеваM.М., 3 Шакиева Т.В.
- Ключевые слова: конверсия, биоэтанол, никель-железный катализатор, ацетальдегид. 1 Досумов К.
- Шакиева Т.В.
- Этанолдың конверсиясындағы никель-темірлі магнитті композиттер
- E.M.
ХИМИЯ ЖӘНЕ ХИМИЯЛЫҚ ТЕХНОЛОГИЯ БОЙЫНША IX ХАЛЫҚАРАЛЫҚ БІРІМЖАНОВ СЪЕЗІНІҢ ЕҢБЕКТЕРІ
289
қышқылының үлгілерінде алифатикалық және де ароматты құрылымдардың қарқындылығы артатындығы айқындалған. Түйін сөздер: гумин қышқылының түрленуі, күкірт және азот қышқылдары, гуминді қосылыстардың шығымы, кеуектің жалпы ауданы, статикалық алмасу сыйымдылығы. Dzhusipbekov U.ZH., Nurgalieva G.O., Shakirova A.K., Bayahmetova Z.K., Topalova А.С. A.B. Bekturov Institute of chemical sciences Influence ratio of initial components on the process of modification of humic compounds
Results are presented modification processes humic acids with mineral acids. It is found that increasing the ratio of T: L leads to increased modification processes and structural transformation molecular humic acids. The experimental data showed that the increase ratio of T: L of from 1:2 to 1:4 leads to an increase in the yield of free humic substances to 55.0% of the total pore volume of up to 0.5813 cm 3 / g and an exchange capacity static modified to humic acids 19.36 mEq / g. The chemical and physico-chemical methods to study the composition and properties of the resulting products. From the results of the functional analysis that the content of carboxylic and phenolic groups with an increase in the ratio S: L increases, this is due to an increase in the depth of oxidation-hydrolytic degradation of unmodified humic acid by the action of mineral acids. IR data confirm the high content gidroksilnyh, carboxyl and alcohol groups belonging mainly to the hydrolyzable moieties. In general, the humic acids present as modified samples ali¬faticheskie and aromatic sostav¬lyayuschie, at higher ratios of S: L observed intensity enhancement. Keywords: modifitsiya humic acid, sulfuric acid and nitric acid, the yield of humic acids, the total pore volume, the static exchange capacity.
Гуминовые кислоты являются сложными полифункциональными высокомолекулярными органическими соединениями почвы, торфа и бурого угля, не имеющими постоянного химического состава и играющими важную роль в процессах трансформации и транспорта неорганических соединений в природных системах. Одновременно с этим гуминовые кислоты являются не отъемлемой частью важнейших обменных процессов в биосфере и круговорота органического углерода на Земле. Амфифильный характер гуминовых кислот обеспечивает их химическое связывание с различными неорганическими и полярными органическими соединениями; менее полярные органические соединения вступают с ними внеспецифические физические взаимодействия [1, 2]. В связи с этим для борьбы с различными загрязнениями или ремидиации повреждённых почв представляется эффективным использование продуктов на основе гуминовых кислот. Исследование сорбционной способности исходных и модифицированных гуминовых кислот, позволил установить значительное повышение сорбционной емкости гуминовых кислот по отношению к различным металлам: меди, свинца, марганца, кобальта, цинка, железа, кадмия, лантана, хрома, никеля. Авторами установлено, что наибольшая сорбционная емкость практически ко всем перечисленным металлам характерна для оксиметилированных гуминовых кислот. По сравнению с контролем, поглощение металлов увеличилось от 20 до 60 раз. Наиболее активно сорбируются такие важные техногенные загрязнители, как ртуть, свинец, кадмий, хром, лантан, неодим, железо, для которых характерна максимальная комлексообразующая способность [3]. На сегодняшний день существуют различные подходы к переработке природного сырья, в частности бурого угля – наиболее богатого источника гуминовых кислот, ХИМИЯ ЖӘНЕ ХИМИЯЛЫҚ ТЕХНОЛОГИЯ БОЙЫНША IX ХАЛЫҚАРАЛЫҚ БІРІМЖАНОВ СЪЕЗІНІҢ ЕҢБЕКТЕРІ
290
позволяющие значительно увеличивать выход водорастворимых гуминовых кислот. Однако на существующем уровне техники не решены проблемы с масштабным производством гуминовых препаратов, что обуславливает необходимость в дальнейшем развитии методов извлечения и модификации структуры гуминовых веществ, добавлении дополнительного количества функциональных групп, обуславливающих сорбционные свойства [4]. Модифицированные гуминовые кислоты в малых концентрациях обладают высокими ассоциирующими свойствами по отношению к биоцидам, что может помочь при очистке водных и почвенных сред от токсичных веществ. Установленная зависимость между функциональным составом, физико
– химическими свойствами модифицированных гуминовых кислот и их взаимодействием с биоцидами может служить основной в разработке препаратов нового поколения с биостимулирующими и защитными функциями [5]. В связи с вышеизложенным, в данной работе изучены процессы модификации гуминовых кислот разбавленными растворами минеральных кислот. Результаты и их обсуждение
Проведены работы по определению влияния соотношений исходных компонентов на процесс модификации гуминовой кислоты. Процесс осуществлялся с использованием 1,0% растворов серной и азотной кислот при постоянном перемешивании при температуре 20°С в течение 30-40 мин при соотношении Т:Ж=1:2 4. Из анализа экспериментальных данных следует, что повышение соотношений Т:Ж способствует увеличению выхода гуминовых веществ (рисунок 1). Например, вышеуказанных условиях при модификации гуминовой кислоты серной и азотной кислотами выход гуминовых веществ соответственно достигает 52,0 и 55,0%. Вероятно, при этом происходит окислительно-гидролитическая деструкция органических веществ, приводящая к интенсивной трансформации гуминовой кислоты.
а – Н 2 SO 4 , б – HNO 3
ХИМИЯ ЖӘНЕ ХИМИЯЛЫҚ ТЕХНОЛОГИЯ БОЙЫНША IX ХАЛЫҚАРАЛЫҚ БІРІМЖАНОВ СЪЕЗІНІҢ ЕҢБЕКТЕРІ
291
Проведенные исследования показали, что при увеличении соотношений Т:Ж от 1:2 до 1:4 суммарный объем пор и статическая обменная емкость модифицированных образцов гуминовых кислот повышается (таблицы 1 и 2). Видимо, при обработке гуминовых кислот минеральными кислотами происходит разрыв органической части от минеральной (зольность уменьшается до 7,26-7,12%), протекают реакций окисления и деструкции органической молекулы. Так, при использовании для модификации серной и азотной кислот суммарный объем пор возрастает до 0,5237 и 0,5813 см 3 /г, а обменная емкость соответственно - до 19,20 и 19,36 мг-экв/г.
3 /г
Вид
модификатора Соотношение Т:Ж 1:2 1:3
1:4 Н 2 SO 4
0,4920
0,5142
0,5237 HNO
3
0,5216 0,5721 0,5813
Таблица 2 – Влияние соотношений Т:Ж на статическую обменную емкость гуминовой кислоты, мг-экв/г
Вид
модификатора Соотношение Т:Ж 1:2 1:3
1:4 Н 2 SO 4
18,96 19,01
19,20 HNO
3
19,02 19,18 19,36
В полученных образцах модифицированных гуминовых кислот определены содержания фенольных и карбоксильных групп (таблица 3). Представленные в таблице 3 данные свидетельствуют, что содержания карбоксильных и фенольных групп с увеличением соотношении Т:Ж возрастает. По-видимому, это вызвано увеличением глубины окислительно-гидролитической деструкции немодифицированных гуминовых кислот под действием серной и азотной кислот [6, 7]. Например, при повышении соотношении Т:Ж до 1:4 содержание карбоксильных групп при обработке серной и азотной кислотами достигает соответственно 1,874 и 1,901 мг-экв, а фенольных групп – 0,442 и 0,471 мг-экв на 100 г органической массы.
зависимости от соотношений Т:Ж
Соотношение Т:Ж Содержание кислых групп, мг-экв/г СООН
ОН фен.
СООН+ОН
фен.
серная кислота 1:2 1:3
1:4 1,824
1,862 1,874
0,400 0,434
0,442 2,224
2,296 2,316
азотная кислота 1:2
1:3 1:4
1,851 1,897
1,901 0,426
0,465 0,471
2,277 2,362
2,372
Идентификация полученных образцов проводилась путем сравнения их ИК-спектров со спектрами исходных компонентов [8-10]. На ИК-спектре исследуемых образцов ХИМИЯ ЖӘНЕ ХИМИЯЛЫҚ ТЕХНОЛОГИЯ БОЙЫНША IX ХАЛЫҚАРАЛЫҚ БІРІМЖАНОВ СЪЕЗІНІҢ ЕҢБЕКТЕРІ
292
(рисунок 2) обнаружены полосы поглощения, характерные для гуминовых кислот. Исходя из данных ИКС, следует указать на довольно высокое содержание гидроксильных, карбоксильных и спиртовых группировок, принадлежащих в основном к гидролизуемой части молекулы. В целом в модифицированных образцах гуминовых кислот присутствуют как алифатические, так и ароматические составляющие, при повышении соотношений Т:Ж наблюдаются усиление их интенсивности.
а б
а – Н 2 SO 4 , б – HNO 3 ; 1 – немодифицированная гуминовая кислота; образцы модифицированных гуминовых кислот, полученные при соотношений Т:Ж : 2 – 1:2; 3 – 1:3; 4 – 1:4
Т:Ж
ХИМИЯ ЖӘНЕ ХИМИЯЛЫҚ ТЕХНОЛОГИЯ БОЙЫНША IX ХАЛЫҚАРАЛЫҚ БІРІМЖАНОВ СЪЕЗІНІҢ ЕҢБЕКТЕРІ
293
Таким образом, анализ полученных данных показывает, что увеличение соотношений Т:Ж от 1:2 до 1:4 приводит к увеличению выхода свободных гуминовых веществ до 55,0%, суммарного объема пор до 0,5813 см 3 /г и статической обменной емкости модифицированных гуминовых кислот до 19,36 мг-экв/г. Установлено, что повышение соотношений Т:Ж приводит к усилению процессов модификации и структурно-молекулярной трансформации гуминовых кислот.
1.
Мартынова В.В., Бамбалов Н.Н., Беленькая Т.Я. Влияния вида экстрагента на структурные особенности гуминовых кислот торфяно-болотной почвы //
Природопользование. - 1997. - Вып. 3. - С.11–13. 2.
Юдина Н.В., Тихова В.И. Структурные особенности гуминовых кислот торфов, выделенных разными способами // Химия растительного сырья. - 2003. - № 3. - С.29-34. 3.
Хрупачев А.Г. Оксиметилирование гуминовых веществ как способ повышения их детоксицирующих и протекторных свойств // Вестник новых медицинских технологий. – 2011. - Т.ХVІІІ. - №4. – 354с. 4.
Уразова Т.С., Бычков А.Л., Ломовский О.И. Модификация структуры гуминовых кислот в процессе механохимической обработки бурого угля // ВТСНТ. – 2013. - С.141- 143. 5.
Мальцева Е.В.
Физико-химические свойства гуминовых кислот,
модифицированных методом механоактивации каустобиолитов, и их взаимодействие с биоцидами// Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата химических наук. – Томск, - 2010. - 21с. 6.
Днепровский А.С., Темникова Т.К. Теоретические основы органической химии. – Л.: Химия, 1991. – 559 с. 7.
среднетемпературном автоокислении углей различной степени углефикации //Химия твердого топлива. – 1987. – № 1. – С. 22-28. 8.
9.Орлов Д.С. Гумусовые кислоты почв и общая теория гумификации. – М.:Изд-во МГУ, 1990. – 325 с. 10.
органического вещества. – М.: Недра, 1974. – 131с.
1. Martynov VV, Bambalov NN Bilenka TY The effects of the type of extractant on the structural features of humic acid peat soils // Nature. - 1997. - Vol. 3. - S.11-13. 2. Yudina NV, Tikhova VI Structural features of peat humic acids isolated in many ways // Chemistry of plant raw materials. - 2003. - № 3. - S.29-34. 3. Platonov VV, Eliseev D., Treytyak RZ, Shvykin AY, Khadartsev AA, AG Hrupachev Oxymethylation humic substances as a way to improve their detoxifying and protective properties // Herald of new medical technologies. - 2011. - T.HVІІІ. - №4. - 354s. 4. Urazova TS, Bychkov AL Lomovskii OI Modification of the structure of humic acids in the process of mechano-chemical processing of brown coal // VTSNT. - 2013. - 143 S.141-. 5. Maltseva Elena Physico-chemical properties of humic acids, modified by mechanical activation caustobiolites, and their interaction with biocides // Abstract of dissertation for the degree of Candidate of Chemical Sciences. - Tomsk - 2010 - 21c.
ХИМИЯ ЖӘНЕ ХИМИЯЛЫҚ ТЕХНОЛОГИЯ БОЙЫНША IX ХАЛЫҚАРАЛЫҚ БІРІМЖАНОВ СЪЕЗІНІҢ ЕҢБЕКТЕРІ
294
6. Dnipro AS, Temnikova TK Theoretical foundations of organic chemistry. - L .: Chemistry, 1991. - 559 p. 7. Markov KI On the change of the functional groups of oxygen at a medium- autooxidation of various degrees of coalification coal // Solid Fuel Chemistry. - 1987. - № 1. - S. 22-28.
8. Orlov DS, Grishin LA Workshop on humus chemistry. - M .: Moscow State University, 1981. - 271 p. 9. DS Orlov Humic acid soils and the general theory of humification. - Moscow: Moscow University Press, 1990. - 325 p. 10. Shax IA Fayzullina EM Infrared spectra fossil organic material. - M .: Nedra, 1974. - 131c.
ХИМИЯ ЖӘНЕ ХИМИЯЛЫҚ ТЕХНОЛОГИЯ БОЙЫНША IX ХАЛЫҚАРАЛЫҚ БІРІМЖАНОВ СЪЕЗІНІҢ ЕҢБЕКТЕРІ
295
1 Досумов К., 2 Ергазиева Г.Е., 2 Тулибаев Е.М., 2 ТельбаеваM.М., 3 Шакиева Т.В. 1 Центр Физико-Химических Методов Исследования и Анализа КазНУ им. аль-Фараби 2 Институт проблем горения 3 Научно - исследовательский институт новых химических технологий и материалов Email: ergazieva_g@mail.ru
Модифицированные никель-железные магнитные композиты исследованы в конверсии биоэтанола. Определено, что наибольшее промотирующее действие на 30 мас.% Ni - Fe /γ–Al 2 O
оказывают добавки оксида лантана. На 30 мас.% Ni - Fe - 0,1 % La/γ–Al
2 O 3 композиционном материале в продуктах реакции образуется 69 об.% водорода. Определено, что допирование 30 мас.% Ni-Fe-0,5%La/γ–Al 2 O
композита легкими металлами (K и Mg) приводит к повышению каталитической активности композита в конверсии этанола. Методом ТПВ-Н 2 показано, что модифицирование 30 мас.% Ni-Fe-0,5 мас.% La /γ–Al 2 O 3 оксидом магния приводит к увеличению содержания Fe 3 O
в составе композита, что способствует повышению его активности в конверсии этанола до ацетальдегида.
1 Физико-химиялық зерттеу және талдау әдістері орталығы, әл-Фараби атындағы ҚазҰУ 2 Жану Проблемаларының Институты 3 Жаңа химиялық технологиялар және материалдардың ғылыми зерттеу институты Email: ergazieva_g@mail.ru
Модифицирленген никель-темірлі магнитті композиттер биоэтанолдың конверсиясында зерттелді. 30 мас.%Ni-Fe/γ–Al 2 O 3 катализаторына лантан оксидін қосқанда жоғары промоторлаушы әсер ететіні анықталды. 30 мас.%Ni-Fe-0,1%La/γ–Al 2 O 3 композициялық материалында реакция өнімдерінде 69 көл.% сутегі түзіледі. 30 мас.% Ni- Fe-0,5%La/γ–Al 2 O 3 композитін жеңіл металдармен допирлегенде (K ижәне Mg), этанолдың конверсиясында композиттің каталитикалық белсенділігін арттыратыны анықталды. 30 мас.% Ni-Fe-0,5 мас.% La /γ–Al 2 O
материалын магний оксидімен модифицирлегенде, композиттің құрамында Fe 3 O
тің мөлшерінің артатыны ТБТ-Н 2 әдісімен көрсетілді, бұл өз кезегінде этанолдың конверсиясында ацетальдегидтің шығымының артуына ықпал етеді. Түйін сөздер:конверсия, биоэтанол, никель-темірлі катализатор, ацетальдегид. 1 Dossumov K., 2 Yergazieva G.Ye., 2 Tulebaev, 2 Telbayeva M.M., 3 Shakieva T.V.
1 Center of Physical-Сhemical Methods of Investigations E.M. and Analysis, а l-Farabi Kazakh National University, Almaty, Kazakhstan 2 Institute of Combustion Problems, Almaty, Kazakhstan 3 Research Institute of New Chemical Technologies and Materials Email: ergazieva_g@mail.ru ХИМИЯ ЖӘНЕ ХИМИЯЛЫҚ ТЕХНОЛОГИЯ БОЙЫНША IX ХАЛЫҚАРАЛЫҚ БІРІМЖАНОВ СЪЕЗІНІҢ ЕҢБЕКТЕРІ
296
Modified nickel-iron magnetic composites were studied in the conversion of ethanol. It was determined that the highest promotional effect is addition oxide lanthanum on 30 wt% Ni -. Fe/γ-Al
2 O 3 catalyst. On 30 wt% Ni -Fe - 0,1% La / γ-Al 2 O 3 composite produced 69% hydrogen in the reaction products. Determined that the modified 30 wt.%Ni-Fe-0,5%La/γ-Al 2 O 3 composite with light metals (K and Mg) increases the catalytic activity of the composite in the conversion of ethanol. H 2 -TPR was shown that the modification 30wt.%Ni-Fe-0,5wt.% La/γ-Al 2 O 3 catalyst with magnesium oxide increases the Fe 3 O
content in the composite, thereby increasing its activity in the conversion of ethanol to acetaldehyde. жүктеу/скачать 31,15 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|