


Том 61, № 3 (2025)
ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ НА МЕЖФАЗНЫХ ГРАНИЦАХ
Адсорбция низших алканов CH4, C2H6, C3H8, н-С4Н10 и их смесей на высокоактивном микропористом углеродном адсорбенте
Аннотация
Проведено сравнительное исследование адсорбционного поведения метана, этана, пропана и н-бутана на супермикропористом адсорбенте ACW с высоким объемом микропор (1.44 см3/г) и широким распределением пор по размерам. Изотермы адсорбции газов измерены объемно-весовым методом при температурах 303, 313, 323 и 333 К в интервалах давлений метана (0.1–40 МПа), этана – (0.01–3.8 МПа), пропана – (0.01–0.9 МПа), н-бутана – (0.01–0.19) МПа). Методом IAST рассчитана адсорбция бинарных смесей СН4/С2Н6, СН4/С3Н8, CН4/Н10 при содержании компонентов 98/2, 95/5, 92/8 и 90/10 мол.% соответственно. Проведена оценка потенциальной селективности адсорбента ACW в процессах адсорбционного разделения газов для их дальнейшего использования.



Оценка перспективности методов адсорбции для регистрации парниковых газов эндогенного происхождения
Аннотация
Исследована адсорбция метана (СН4) и углекислого газа (СО2) на микропористых адсорбентах: активных углях, Sorbonorit-4 и АУК, металлорганической каркасной структуре La-BTC и цеолите NaX. Получены изотермы адсорбции метана и углекислого газа при давлениях до 0,12 МПа и температурах 213–333 К. Сравнительный анализ показал, что наибольшую адсорбционную активность проявляют системы “АУК–СН4” и “NaX–СО2”. Полученные результаты позволят проводить анализ основных компонентов парниковых газов методом селективного адсорбционного разделения и скрининг поверхностного газового состава, что перспективно для проведения комплексных исследований геодинамически активных районов, в том числе и Камчатского полуострова.



Кинетика мономолекулярной адсорбции из растворов.Аппроксимация и молекулярно-кинетический анализ
Аннотация
Рассмотрены уравнения псевдо-первого и псевдо-второго порядка, используемые для описания кинетики адсорбции в растворах. Показано, что они являются в основном эмпирическими аппроксимирующими формулами. На основе математической аналогии с изотермами адсорбции предложены новые выражения для аппроксимации кинетических адсорбционных кривых. Выполнен молекулярно-кинетический анализ мономолекулярной адсорбции в растворах. Получена новая модель данного процесса, учитывающая влияние температуры, гидродинамики и других факторов на его кинетику. Как следствие, из предложенной модели вытекает уравнение Ленгмюра и ряд выражений, позволяющих рассчитать величину равновесной адсорбции, а также оценить параметры адсорбционного процесса по данным о его кинетике. Показано, что интегральная форма уравнения псевдо-второго порядка также является одним из следствий предложенной молекулярно-кинетической модели. Проведено сравнение с опубликованными в литературе экспериментальными данными по кинетике адсорбции в растворах.



Сорбционные свойства полимера на основе Глицидилакрилата и Крахмала
Аннотация
Исследована сорбционная способность синтезированного полимера на основе крахмала и глицидилакрилата по отношению к ионам тяжелых металлов. Показано, что сорбция ионов металлов достоверно описывается моделью Ленгмюра, а сам процесс носит физический характер. Методом термогравиметрического анализа установлено, что процесс термодеструкции полимера происходит трехступенчато, а его комплекса с медью – четырехступенчато. Энергия активации разложения исходного полимера для каждой ступени находится в диапазоне 24–38 кДж/моль, а для его комплекса с медью – 46–68 кДж/моль. Введение Cu(II) повышает термостабильность полученного полимера на основе крахмала.



НАНОРАЗМЕРНЫЕ И НАНОСТРУКТУРИРОВАННЫЕ МАТЕРИАЛЫ И ПОКРЫТИЯ
Трибологические свойства покрытий Ta-Si-C-N, полученных методом магнетронного напыления
Аннотация
Покрытия Ta-Si-С-(N) были получены методом магнетронного распыления мишени TaSi2-30%SiC в среде Ar, N2 и газовой смеси Ar + 15%N2. Изучены структура и механические характеристики покрытий; особое внимание уделено исследованию трибологических свойств покрытий в условиях жидкостного трения. Результаты показали, что покрытия обладают плотной малодефектной нанокомпозитной структурой. Основной структурной составляющей покрытия Ta-Si-C являлась фаза TaC. Введение в азот состав газовой среды способствовало формированию фазы Ta(C,N). В покрытии, осажденном в N2, преобладающей являлась фаза на основе нитрида кремния. Увеличение концентрации азота приводило к снижению твердости с 27 до 16 ГПа и модуля упругости с 265 до 160 ГПа. Покрытия обладали коэффициентом трения на уровне 0,12–0,13. Минимальным приведенным износом 6,1∙10–6 мм3 Н–1 м–1 характеризовалось покрытие, полученное в среде Ar + 15%N2.



О взаимосвязи физико-химических и физико-механических релаксационных свойств латексных акрилатных полимеров
Аннотация
Проанализированы и обобщены результаты исследований релаксационного поведения латексных акрилатных полимеров, используемых в качестве связующего в композиционных покрытиях на поверхностях различной химической природы, строения и структуры, с целью выяснения температурных областей их упругих и неупругих (диссипативных) свойств при температурах от –150° до +200°С. Проведен анализ экспериментальных данных спектров внутреннего трения и температурно-частотных зависимостей колебательного процесса латексных полиакрилатов для демонстрации взаимосвязи их физико-химических и физико-механические свойств полимера.



Электрохимическое локальное легирование поверхности титановых сплавов
Аннотация
В работе предложен способ повышения коррозионной устойчивости титанового сплава, основанный на его поляризации переменным током инфранизкой частоты в электролите состава: 1 г/л PdCl2 + 1.0 M NaCl. Методами растровой электронной микроскопии и Оже-спектроскопии показано, что во всех областях анализа на поверхности модифицированного образца обнаружены частицы новой фазы – элементного палладия с размером частиц в диапазоне 0.050 ÷ 0.500 мкм. Кроме того, для оценки противокоррозионных свойств поверхностно-легированного образца титанового сплава проведены ускоренные коррозионные испытания в среде концентрированной HCl (5.0 М). Существенное смещение значений потенциала в область более положительных значений (до 300 мВ) исследуемого образца титанового сплава с локальным покрытием косвенно свидетельствует о повышении его коррозионной устойчивости.



Электрохимическое осаждение и свойства композиционных никелевых покрытий, модифицированных Ti3C2TX
Аннотация
Получены композиционные электрохимические покрытия (КЭП) на основе никеля с максеном Ti3C2TX из сульфатно-хлоридного электролита в гальваностатическом режиме. Исследована микроструктура данных КЭП методами рентгенофазового анализа и сканирующей электронной микроскопии. Установлено, что микротвердость КЭП никель–Ti3C2TX возрастает приблизительно в 1.80 раза по сравнению с чистым никелем. Изучено коррозионно-электрохимическое поведение композиционных покрытий никель–Ti3C2TX в 0.5 М H2SO4. На основании испытаний в 3.5% NaCl выявлено, что включение частиц максена Ti3C2TX в состав матрицы электролитического никеля приводит к снижению скорости коррозии в 1.60–1.75 раза.



НОВЫЕ ВЕЩЕСТВА, МАТЕРИАЛЫ И ПОКРЫТИЯ
Углеродные материалы для аппликационной сорбции. Обзор.
Аннотация
В обзоре представлены классификация, характеристики и ассортимент разработанных и применяемых в аппликационной терапии сорбентов, раневых покрытий различной природы. Продемонстрированы новые тенденции и разработки материалов для вульнеросорбции на углеродной основе.



Оптимизация состава термостойкого диэлектрического органосиликатного покрытия на основе лестничного полимера полифенилсилсесквиоксана
Аннотация
В статье приведены результаты исследования защитных, диэлектрических температуроустойчивых органосиликатных покрытий на основе лестничного полимера – полифенилсилсесквиоксана (ПФССО), используемого в качестве пленкообразователя. Впервые использован классический подход для расчета рецептур пигментированных лакокрасочных материалов применительно к органосиликатным композициям. Определена средневязкостная молекулярная масса выбранного пленкообразователя ПФССО. Разработанные покрытия обладают высокой температуроустойчивостью до 420°С, сохраняя при этом необходимые физико-механические и электрофизические характеристики.



МЕТОДЫ ИЗУЧЕНИЯ ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИХ СИСТЕМ
Спектроскопии аннигиляции позитронов деформированных металлических смесей
Аннотация
Рассматриваются методические вопросы применения спектроскопии аннигиляции позитронов (АП) в контроле атомно-электронной и дефектной структуры деформированных металлических смесей. С одной стороны, данный метод, как и многие другие сложные методы определения атомно-электронного строения, структуры и характеристик дефектов, требует специалистов не только для проведения самих измерений, но и для анализа исходных экспериментальных данных. С другой стороны, для понимания результатов аннигиляционной спектроскопии и их значения с точки зрения свойств материалов не требуется какой-либо специальной подготовки, кроме нескольких базовых понятий, которые представлены в настоящей работе. В работе приведено описание метода на примере исследования атомно-электронных свойств смесей порошков алюминия и меди после интенсивной пластической деформации (ИПД) в наковальнях Бриджмена. Поскольку окисление металлов так же, как ИПД, часто связано с формированием и диффузией вакансий, предположено, что метод аннигиляции позитронов может быть чувствителен к вакансионному составу ИПД-деформированных порошков, связанному с их химической активностью.


