Химия. Химическая промышленность

Рассмотрены вопросы исследования работоспособности действующих химико-технологических систем в изменяющихся условиях функционирования. Приведены известные и предложены новые постановки задач исследования работоспособности систем, показаны сложности их решения. Предложены методы и алгоритмы решения поставленных задач. Эффективность методов иллюстрируется результатами вычислительных экспериментов.

Рассмотрены основы хроматографического анализа углеводородных газов, применяющегося на современных нефтедобывающих компаниях. Приведены критерии его применимости, преимущества и недостатки, аппаратурное оформление процессов. Показаны примеры хроматограмм и их расшифровка.

Кратко изложена технология производства ацетилсалициловой кислоты, на примере процесса ее получения рассмотрены принципы расчета и выбора оборудования для химико-фармацевтических производств.

Кратко изложены технология получения и принципы работы основного технологического оборудования производства моно- и динитротолуолов. Рассмотрено аппаратурное оформление и приведены примеры технологических расчетов оборудования для данного производства, необходимых при выполнении курсовых и дипломных проектов.

Рассмотрены зоны влияния выбросов объектов химической промышленности на окружающую среду. Представлены мероприятия по защите воздушного бассейна и природных вод, повышающие экологичность деятельности химических предприятий.

Изложены основные аспекты процедуры аккредитации как в Российской Федерации, так и за рубежом. Даны комментарии к основополагающим законодательным актам в области аккредитации, рассмотрены методы управления качеством применительно к процессам испытательной лаборатории.

The monograph presents the published works results on the creation and study of metal-containing liquid crystals – metallomesogens. The liquid crystal complexes of transition metals with giant magnetic anisotropy, spin-crossover properties at room temperature and the magnetic behavior of mesogenic metal-polymers are considered. Especial attention is devoted to the luminescence properties of lanthanide derivatives.

Рассмотрены основные теоретические сведения в области измерения основных параметров технологических процессов, включая методы проведения поверок средств измерений. Приведено описание экспериментальных установок, изложен порядок проведения лабораторных работ.

The main data on issues of polymer aging caused by various factors are summarized. The characteristics of macromolecular reactions in addition to thermal, thermal-oxidative degradation, degradation caused by the aggressive environment, high-energy radiation, etc. are considered.

Рассмотрен спектр философских проблем (онтологических, методологических, гносеологических и социально-этических) наномира с выявлением его сущности с помощью различных подходов и категориального аппарата, выработанного в различных направлениях философии.

Рассмотрены основные понятия и законы статистической и неравновесной термодинамики. Приведены тестовые задания для контроля знаний студентов при изучении разделов «Статистическая термодинамика» и «Неравновесная термодинамика».

Рассмотрены организационно-экономические процессы в экономике, особенности их функционирования и развития, выделены основные преимущества и проблемы развития интеграционных структур, на примере РТ подробно рассмотрены ключевые интеграционные процессы.

Содержит теоретические и экспериментальные задачи по органической химии, которые предлагались участникам всероссийских олимпиад студентов технологических и технических вузов на протяжении 10 лет.

Рассмотрены теоретические основы гидромеханических, теплообменных и массообменных процессов, приведены расчетные формулы, описание лабораторных установок, методики проведения экспериментов и обработки полученных результатов.

Цель работы – сравнительное экспериментальное исследование противовоспалительных эффектов таутомерных форм оротовой кислоты в коррекции лекарственно-обусловленного гепатита у крыс. Материалы и методы. Крысы (Rattus norvegicus Berk.) были разделены на 5 групп: интактные (n = 10); животные с лекарственно-обусловленным гепатитом (n = 15); животные, которым для коррекции лекарственно-обусловленного гепатита вводили таутомеры оротовой кислоты: исходную оксоформу (n = 5), гидроксиформу (n = 5) и дигидроксиформу (n = 5) – в дозе 0,5 г на 1 кг массы тела в сутки в течение 14 дней. Таутомеры оротовой кислоты были получены методом механоактивации в шаровой планетарной мельнице АГО-2С в течение 1 ч (гидроксиформа) и 6 ч (дигидроксиформа). В крови животных всех экспериментальных групп определяли содержание лейкоцитов, гранулоцитов, лимфоцитов, моноцитов. Срезы печени крыс окрашивали гематоксилином и эозином для оценки гисто- и цитоструктуры ткани и иммуногистохимически с помощью набора моноклональных антител – для выявления экспрессии маркера CD68+ макрофагов. Результаты. Установлено, что при коррекции лекарственно-обусловленного гепатита гидроксиформой оротовой кислоты в крови крыс снижалась выраженность лейко- и моноцитоза, восстанавливалось количество лимфоцитов. Количество CD68+ макрофагов, обладающих провоспалительным фенотипом, уменьшалось в печени крыс, получавших гидроксиформу оротовой кислоты (в 1,32 раза; р = 0,019), но не менялось при введении оксо- и дигидроксиформ. Интенсивность экспрессии продукта реакции снижалась в 1,5 раза в группе с введением исходного препарата и в 1,9 раза – у животных с введением механоактивированных препаратов (р = 0,0001). Таким образом, полученные данные указывают на выраженную противовоспалительную активность механоактивированной формы оротовой кислоты – гидрокситаутомера, что может послужить обоснованием для его клинической апробации в качестве гепатопротекторного средства.

Учебное пособие составлено в соответствии с рабочей программой по дисциплине «Химия». Приведены основные темы изучаемой дисциплины, представлены вопросы для самопроверки. Дан справочный материал

Учебное пособие представляет собой комплексное издание, объединяющее русско-английский объяснительный терминологический словарь со словообразовательным и грамматическим комментарием и упражнения по курсу «Введение в специальность. Химия» для подготовительных отделений вузов РФ. Включает базовую лексику, необходимую для прохождения основного курса по химии, вступительных испытаний и продолжения обучения в российском учебном заведении любого уровня.

Учебник содержит систематическое изложение теоретического материала по дисциплине «Строение атома и химическая связь», преподаваемой студентам 1 курса химического факультета Южного федерального университета, обучающимся по программе бакалавриата по направлению 04.03.01 – Химия. Последовательно изложены теории, формирующие у студентов современные представления о поведении электронов в одноэлектронных и многоэлектронных атомах, на основе чего обсуждается структура Периодической системы химических элементов Д.И. Менделеева и закономерности изменения свойств атомов по периодам и подгруппам; рассмотрены современные ключевые теории и модели, применимые для описания различных типов связи, в том числе обсуждены способы и даны алгоритмы их применения для анализа и прогноза строения, физических и химических свойств веществ. Особое внимание уделено описанию современных базовых принципов строения веществ с преимущественно ионным характером связи, чему в литературе, адресованной студентам первых курсов вузов, уделено необоснованно недостаточное внимание.

Пособие содержит 6 глав, в которых последовательно рассматриваются классификация электрохимических методов анализа, теоретические основы этих методов, типы электродов и различные варианты электрохимических ячеек. Обсуждаются наиболее широко распространенные методы и их применение для решения конкретных практических задач.

Основная цель пособия – подготовка к изучению химии на русском языке, развитие навыков и умений в чтении текстов по специальности, формирование языковых и речевых компетенций в профессиональной сфере. Книга состоит из 16 уроков, разработанных на материале общей, неорганической, органической химии, и рассчитана на 60 учебных часов. Пособие рекомендовано для занятий с преподавателем, однако некоторые задания используются для самостоятельной работы обучающихся.

В учебном пособии рассмотрены: физическая сущность процессов экстрагирования вообще и электроразрядного экстрагирования, в частности, технологические аспекты экстрагирования биологически активных компонентов из растительного сырья, качество получаемых экстрактов, принципиальное технологическое оформление процессов экстрагирования веществ из твердой фазы, кинетические закономерности процесса экстрагирования, массообмен во внешней и внутренней (твердой) фазах, кинетический расчет аппаратов, целью которого является определение габаритов аппарата, обеспечивающих заданную производительность, интенсификация процесса и аппаратура для его проведения. Основное внимание в книге уделено, в соответствии с ее названием, ускорению массообмена в процессе экстрагирования за счет создания в системе «жидкость-твердое» электрических разрядов, вызывающих, как показывают экспериментальные исследования, не только интенсификацию внешнего, но и внутреннего массообмена — за счет проникновения турбулентных пульсаций внутрь тела, разрушения мембранных оболочек клеток сырья растительного и животного происхождения, а в ряде случаев и за счет измельчения частиц твердой фазы.

В пособии рассматриваются способы отбора и подготовки проб для аналитического определения содержания загрязнителей в составе объектов окружающей среды (воздуха, воды и почв, минералов и растительных объектов), а также инструментальные методы их определения. Основой для усвоения материала являются знания, полученные студентами в курсах «Аналитическая химия» и «Физико-химические методы анализа», которые здесь углубляются и расширяются применительно к анализу объектов окружающей среды. Отличительной особенностью пособия является комплексный подход к рассмотрению вопросов, связанных с анализом объектов окружающей среды – от стадии отбора пробы до обработки результатов анализа.

В монографии обобщены имеющиеся сведения о микофильных грибах,как продуцентах антибиотических веществ с антибактериальным спектром действий пигментов,липидов,стимуляторов роста растений. Обобщаются вопросы изучения микофильных грибов , как наиболее перспективных объектов для использования в защите с/х растений от болезней, вызываемых фитопатогенными грибами.

Журнал "Успехи химии" является ежемесячным изданием Российской академии наук и публикует обзоры по актуальным проблемам химии и смежных с нею наук. Журнал имеет наивысший импакт-фактор среди российских научных журналов и самую многочисленную читательскую аудиторию. Журнал основан в 1932 году. Его учредителями являются Российская академия наук и Институт органической химии им.Н.Д.Зелинского.

Органическая химия является фундаментом для решения многих вопросов в биологии, медицине, генной инженерии и биотехнологии, экологии, токсикологии, физиологии, позволяет разрабатывать современные методы синтеза и исследования структуры веществ, в том числе потенциально биологически активных. Для успешного освоения дисциплины студенту необходимо активно слушать лекции, готовиться к практическим занятиям и осуществлять самостоятельную работу.

В пособии рассмотрены основные правила и методы экспериментальной работы в лаборатории органической химии. Пособие вклю-чает прописи синтезов органических соединений; в конце пособия при-веден список рекомендуемой литературы. Пособие предназначено для студентов, обучающихся по направлению 04.03.01 Химия, изучающих курс «Органическая химия».

Коллоидные растворы серебра могут быть использованы как катализаторы при проведении различных химических превращений органических веществ и для решения проблем утилизации токсичных соединений, а также в качестве антибактериальных средств, при изготовлении смазочных и светопоглощающих материалов, покрытий, датчиков, проводящих паст, высокоэффективных электродных материалов. Цель работы – исследование синтеза коллоидного серебра с использованием в качестве стабилизатора раствора лигносульфонатов. Коллоидное серебро синтезировали после проводимой при 100 °С окислительно-восстановительной реакции катионов Ag(I) с глюкозой в присутствии лигносульфонатов в щелочной среде, которая обеспечивается добавкой аммиачной воды. Для контроля синтеза коллоидного серебра использована электронная спектроскопия. После проведения реакции раствор окрашивается в темно-коричневый цвет, а на электронных спектрах появляется интенсивная полоса поглощения с максимумом в области 400 нм. Изучено влияние расхода реагентов и продолжительности синтеза. Установлено, что оптимальный расход реагентов при синтезе коллоидного серебра следующий: 2,5…5 г глюкозы / г Ag, 0,3…1 г лигносульфонатов /г Ag и 3…5 г NH3 / г Ag. Продолжительность синтеза – 2…5 мин. Образующийся коллоидный раствор серебра устойчив в течение нескольких месяцев. Отмечено, что при его хранении происходит частичное расслоение без выделения осадка. Экспериментально показано сопровождение расслоения перераспределением частиц коллоидного серебра. С помощью электронной спектроскопии выявлено отсутствие в верхнем слое частиц коллоидного серебра. Изучена кинетика реакции в экспериментах, проведенных в термостатируемых условиях при температурах от 50 до 100 ºС. Кинетическая зависимость описывается уравнением первого порядка на начальном этапе реакции, длительность которого зависит от температуры. Продолжительность активного участка кинетической кривой составляет 15…90 % от общего времени реакции. Доказано, что на активном участке логарифм константы скорости линейно зависит от обратной термодинамической температуры (коэффициент парной корреляции – 0,9887). Энергия активации составила 47 кДж/моль. Для цитирования: Плахин В.А., Хабаров Ю.Г., Вешняков В.А. Синтез коллоидного серебра с использованием лигносульфонатов // Изв. вузов. Лесн. журн. 2021. № 6. С. 184–195. DOI: 10.37482/0536-1036-2021-6-184-195
Colloidal silver solutions can be used as catalysts for carrying out various chemical transformations of organic substances and solving the problems of disposal of toxic compounds, as well as antibacterial agents for combating pathogenic microflora, in the manufacture of lubricants and light-absorbing materials, coatings, sensors, conductive pastes, and high-performance electrode materials. The research purpose is to study the synthesis of colloidal silver using a solution of technical lignosulfonates (LST) as a stabilizer. Colloidal silver was synthesized as a result of the reduction-oxidation (redox) reaction of Ag(I) cations with glucose at 100 °C in the presence of lignosulfonates. The reaction was carried out in an alkaline medium, which is provided by the addition of ammonia water. Electronic spectroscopy was used to control the synthesis of colloidal silver. After the reaction, the solution turned dark brown and an intense absorption band with a maximum at 400 nm appeared on the electron spectra. The effects of reagent consumption and synthesis duration were studied. It was found that the optimal reagent consumption in the colloidal silver synthesis is as follows: 2.5–5 g glucose / g Ag, 0.3–1 g LST / g Ag, and 3–5 g NH3 / g Ag. The synthesis duration is 2–5 min. The resulting colloidal silver solution is stable for several months. Partial stratification without precipitation is observed during the solution storage. It is shown experimentally that the stratification is followed by a redistribution of colloidal silver particles. Electron spectroscopy confirmed the absence of colloidal silver particles in the upper layer. The reaction kinetics has been studied in experiments carried out under thermostatically controlled conditions at temperatures from 50 to 100 °C. The kinetic dependence is described by a first-order equation at the initial stage of the reaction, the duration of which depends on the temperature. The duration of the active part of the kinetic curves is 15–90 % of the total reaction time. The logarithm of the rate constant on the active section was proved to depend linearly on the reverse thermodynamic temperature (pair correlation coefficient is 0.9887). The activation energy was 47 kJ/mol. For citation: Plakhin V.A., Khabarov Yu.G., Veshnyakov V.A. Synthesis of Colloidal Silver Using Lignosulfonates. Lesnoy Zhurnal [Russian Forestry Journal], 2021, no. 6, pp. 184–195. DOI: 10.37482/0536-1036-2021-6-184-195

Одним из основных потребителей микрокристаллической целлюлозы является фармацевтическая промышленность, где такую целлюлозу используют в качестве связующего компонента и наполнителя при прямом прессовании таблеток. Микро- кристаллическую целлюлозу получают кислотным гидролизом целлюлозы, при этом, как правило, происходит снижение ее белизны, что связано с деструкцией образующих- ся при гидролизе сахаров и последующим образованием окрашенных продуктов. Их состав и свойства зависят от способа гидролиза, концентрации кислоты, температуры и времени проведения процесса. Одним из наиболее перспективных методов получения микрокристаллической целлюлозы является газофазный гидролиз целлюлозы газо-воздушными смесями хлористого водорода. Способ отличается высокой скоростью протекания гидролиза, низкими расходом реагентов и энергетическими затратами. Требования фармацевтической промышленности определяют необходимость получения микрокристаллической целлюлозы с высокой белизной. Цель работы – подбор режимов отбелки микрокристаллической целлюлозы с использованием в качестве отбеливающих агентов гипохлорита натрия и пероксида водорода. Для исследования брали микрокристаллическую целлюлозу, полученную газофазным гидролизом беленой древесной целлюлозы. Белизну и величину желтого оттенка микрокристаллической целлюлозы определяли методом цифровой цветометрии на планшетном сканере. Показано, что гипохлорит натрия и пероксид водорода позволяют достичь белизны не менее 90 % и интенсивности желтого оттенка не более 3 усл. ед. Качественная отбелка может быть проведена даже для образцов микрокристаллической целлюлозы с исходной белизной около 40 %. Гипохлорит натрия отбеливает наиболее эффективно при рН отбельного раствора 2…3. Пероксид водорода при рН 10…11 также позволяет добиться высокой белизны микрокристаллической целлюлозы, однако расход активного кислорода в этом случае более чем в 3 раза выше в сравнении с расходом активного хлора. Установлено, что красящие вещества микрокристаллической целлюлозы, полученной методом газофазного гидролиза, состоят из двух хромофорных групп, обесцвечивающихся с различной скоростью. Легкоокисляемая группа компонентов составляет около 90 % от общего количества красящих веществ, а трудноокисляемые компоненты – около 10 % и обуславливают интенсивность желтого оттенка микрокристаллической целлюлозы. Определены режимы отбелки микрокристаллической целлюлозы гипохлоритом натрия и пероксидом водорода с получением образцов, имеющих белизну, сравнимую с белизной импортных образцов. Для цитирования: Сизов А.И., Пименов С.Д., Строителева А.Д., Строителева Е.Д. Отбелка микрокристаллической целлюлозы, полученной методом газофазного гидролиза // Изв. вузов. Лесн. журн. 2021. № 6. С. 173–183. DOI: 10.37482/0536-1036-2021-6-173-183
One of the main consumers of microcrystalline cellulose (MCC) is the pharmaceutical industry, where MCC is used as a binder and filler in direct compression of tablets. MCC is produced by acidic hydrolysis of cellulose, which usually results in a decrease in whiteness. This is due to the destruction of sugars formed during hydrolysis and the subsequent formation of colored products. The composition and properties of these products depend on the method of hydrolysis, acid concentration, temperature, and process duration. One of the most promising methods for producing MCC is gas-phase hydrolysis of cellulose with hydrogen chloride gas-air mixtures. The method has a high rate of hydrolysis, low reagent and energy consumption. The requirements of the pharmaceutical industry determine the need to produce MCC with high whiteness. The research purpose is to select bleaching modes for MCC using sodium hypochlorite and hydrogen peroxide as bleaching agents. MCC produced by gas-phase hydrolysis of bleached wood pulp was used during the study. The whiteness and intensity of the yellow tint of MCC in the bleaching process were determined by digital colorimetry on a flatbed scanner. The paper shows that sodium hypochlorite and hydrogen peroxide allow achieving the whiteness not less than 90 % and the intensity of the yellow tint not more than 3 standard units. High-quality bleaching can be carried out even for MCC samples with an initial whiteness of about 40 %. The most effective bleaching agent is sodium hypochlorite when the pH of the bleaching solution is 2–3. Hydrogen peroxide also provides high whiteness of MCC at pH of 10–11. However, the consumption of active oxygen (AO) for bleaching is more than three times higher in comparison with the consumption of active chlorine (ACh). It was found that the dyes of MCC produced by gas-phase hydrolysis consist of two chromophore groups that decolorize at different rates. The easily oxidized group of components makes up about 90 % of the total amount of dyes, and the resistant to oxidation components make up about 10 % and determine the intensity of the yellow tint of MCC. The modes of bleaching MCC with sodium hypochlorite and hydrogen peroxide to produce samples with whiteness comparable to that of imported samples were determined. For citation: Sizov A.I., Pimenov S.D., Stroiteleva A.D., Stroiteleva K.D. Bleaching of Microcrystalline Cellulose Produced by Gas-Phase Hydrolysis. Lesnoy Zhurnal [Russian Forestry Journal], 2021, no. 6, pp. 173–183. DOI: 10.37482/0536-1036-2021-6-173-183

Ферментативным методом определено количество крахмала в различных образцах гофрокартона: в образце, произведенном из первичных полуфабрикатов, и в гофрокартоне из 100 %-й макулатуры. При ферментативной деструкции крахмала необходимо извлечение его из структуры картона, а процессы сжатия и ороговения целлюлозных волокон уменьшают доступность крахмала для экстракции. Ферментативная обработка требует применения комплексного амилолитического препарата с целью полного гидролиза крахмала до глюкозы. Механическими методами, такими как разволокнение в воде и деструкция в среде жидкого азота, удалось определить соответственно 70 и 84 % крахмала, добавленного на стадии производства гофрокартона, полученного из первичных полуфабрикатов. Для более полного извлечения крахмала необходима экстракция щелочными реагентами. Выполнен анализ влияния щелочной обработки на характеристики волокон макулатурных фракций, полученных на Сухонском целлюлоз- но-бумажном комбинате. Происходит набухание волокон в щелочи, что приводит к увеличению ширины волокна и его укорочению, а также снижение кристалличности – положительная предпосылка для более полного извлечения крахмала. Данные процессы проходят интенсивнее у коротковолокнистой фракции по сравнению с длинноволокнистой. По стандартной методике SСAN-Р 91:09 SСAN-W 13:09 не удалось определить весь крахмал, добавленный на стадии производства гофрокартона из первичных полуфабрикатов. Также обработка по данной методике ведет к деструкции частично гидролизованного крахмала. Наиболее полного извлечения крахмала из гофрокартона удалось достичь в результате проведения двух этапов щелочной экстракции при следующих условиях: 5 %-й раствор NaOH, температура – 20 оС, продолжительность каждой экстракции – 2 ч. В гофрокартоне, произведенном из первичных полуфабрикатов с известным расходом крахмала, при данных условиях обработки удалось определить весь крахмал (22,8 кг/т), в гофрокартоне, сделанном из 100 %-й макулатуры, содержание крахмала составило 48,2 кг/т. Для цитирования: Хадыко И.А., Новожилов Е.В., Чухчин Д.Г. Влияние предварительной подготовки картона на определение крахмала ферментативным методом // Изв. вузов. Лесн. журн. 2021. № 5. С. 150–162. DOI: 10.37482/0536-1036-2021-5-150-162. Финансирование: Исследование выполнено при финансовой поддержке РФФИ в рамках научного проекта № 20-04-00457 «Поры в анатомических элементах ксилемы высших растений: формирование, морфология и функции». Благодарность: Работы с применением электронной микроскопии и рентгенострук- турного анализа осуществлены с использованием оборудования ЦКП НО «Арктика» (САФУ), с применением анализатора L&W Fiber Tester – оборудования ИТЦ «Современные технологии переработки биоресурсов Севера» (САФУ).
We determined the amount of starch by the enzymatic method in different samples of corrugated cardboard, including the sample produced of primary semi-finished products and corrugated cardboard made of 100 % waste paper. For starch enzymatic degradation, it is necessary to extract it from the corrugated board structure, since the processes of compression and keratinization of pulp fibers reduce the availability of starch for extraction. Enzymatic treatment requires the use of a complex amylolytic preparation for complete hydrolysis of starch to glucose. We were able to determine, respectively, 70 and 84 % of starch obtained from primary semi-finished products by mechanical methods, such as defibrillation in water and degradation in a liquid nitrogen medium, and added at the production stage of corrugated cardboard. It was shown that extraction with alkaline agents was necessary for more complete extraction of starch from corrugated cardboard. The influence of alkaline treatment on the characteristics of fibers of waste paper fractions obtained at the Sukhonsky Cardboard and Paper Mill has been analyzed. The fibers swell in alkali, resulting in an increase in fiber width and its shortening, as well as a decrease in crystallinity, which can be a positive opportunity for more complete starch extraction. Fiber swelling and crystallinity reduction are more intensive for the short fiber fraction compared to the long fiber fraction. When determining starch in corrugated cardboard using the standard method SCAN-P 91:09 SСAN-W 13:09 it was not possible to detect all the starch added at the production stage of corrugated cardboard from primary semi-finished products. Also the processing conditions of this methodology lead to degradation of the partially hydrolyzed starch. The most complete extraction of starch from corrugated cardboard was achieved by two stages of alkaline extraction under the following conditions: 5 % NaOH, temperature of 20 °C, the duration of each extraction – 2 h. Under these processing conditions it was possible to determine all the starch (22.8 kg/t) in the corrugated cardboard produced of primary semi-finished products with known consumption of starch; the starch content in the corrugated cardboard produced of 100 % waste paper was 48.2 kg/t. For citation: Khadyko I.A., Novozhilov E.V., Chukhchin D.G. Influence of Cardboard Pretreatment on the Determination of Starch Content by the Enzymatic Method. Lesnoy Zhurnal [Russian Forestry Journal], 2021, no. 5, pp. 150–162. DOI: 10.37482/0536-1036- 2021-5-150-162 Funding: The reported study was funded by the Russian Foundation for Basic Research within the framework of the research project No. 20-04-00457 “Pits in the Anatomical Elements of the Xylem of Higher Plants: Formation, Morphology and Functions”. Acknowledgements: The studies with the use of electron microscopy and X-ray structure analysis were carried out using the equipment of the Core Facility Center “Arktika”, NArFU. The studies with the use of L&W Fiber Tester were carried out using the equipment of the Innovative facilities Engineering and Innovation Center “Advanced Northern Bioresources Processing Technologies”, NArFU.

Эффективным способом переработки отходов целлюлозно-бумажной промышленности, в частности шлам-лигнина, является пиролиз, посредством которого получают товарный продукт – углеродный адсорбент. Наиболее распространенный метод – метод термохимической активации с использованием гидроксидов натрия и калия, позволяющий производить углеродные наноструктурированные материалы с высокими адсорбционными свойствами, особенно при адсорбции из жидкой фазы. Исследовано влияние условий синтеза углеродных адсорбентов из шлам-лигнина на их адсорбционные свойства с использованием в качестве активирующего агента гидроксида натрия. Шлам-лигнин выделяли в лабораторных условиях путем обработки лигнинсодержащей сточной воды коагулянтом оксихлоридом алюминия. Применили метод планированного эксперимента – ротатабельный центральный композиционный план второго по- рядка. Изучено действие основных факторов, определяющих адсорбционные свойства углей: температуры, продолжительности пиролиза и дозировки гидроксида натрия, – на выходные параметры, характеризующие эффективность адсорбции из жидкой фазы, т. е. иодное число и осветляющую способность по метиленовому голубому. Получили экспериментальные данные, по которым построили поверхности отклика, иллюстрирующие влияние перечисленных факторов на выходные параметры. Установлено положительное влияние температуры пиролиза и дозировки щелочи на адсорбционные свой- ства синтезированных углей. Адсорбционная активность по иоду составила 300 %, по метиленовому голубому – 1000 мг/г, что свидетельствует о развитой микро- и мезопористой поверхности и возможности использования данных соединений для адсорбции как газов и паров, так и органических веществ из растворов. Образцы синтезированных из шлам-лигнина активных углей были испытаны в качестве адсорбентов лигнина из сточной воды. Полученные зависимости коррелируют с данными, характеризующими влияние параметров пиролиза на осветляющую способность углей по метиленовому голубому. Показана высокая эффективность адсорбентов из шлам-лигнина при удалении лигнина из растворов – значение удельной адсорбции составило около 1500 мг/г. Для цитирования: Воронцов К.Б., Богданович Н.И., Седова Е.Л., Соловьева П.В. Формирование адсорбционных свойств углеродных наноструктурированных материалов термохимической активации шлам-лигнина // Изв. вузов. Лесн. журн. 2021. № 4. С. 181–189. DOI: 10.37482/0536-1036-2021-4-181-189.
Pyrolysis is an effective way to process waste of the pulp and paper industry, in particular, sludge-lignin, which makes it possible to obtain a commercial product – a carbon adsorbent. The method of thermochemical activation using sodium and potassium hydroxides is now widely used in pyrolysis of wood waste processing. This method enables the production of carbon nanostructured materials with high adsorption properties, especially when adsorbed from the liquid phase. The paper studies the influence of conditions for the synthesis of carbon adsorbents of sludge-lignin on their adsorption properties using sodium hydroxide as an activating agent. Sludge-lignin was obtained under laboratory conditions by treating lignin-containing wastewater with aluminum oxychloride coagulant. We applied the method of the planned experiment: a rotatable central composite design of the second order for three factors. We studied the influence of the main factors determining the adsorption properties of coals, namely, temperature, pyrolysis duration and sodium hydroxide dosage, on the values of output parameters characterizing the adsorption efficiency from the liquid phase, i.e. the iodine number and the adsorption capacity of methylene blue removal. We obtained experimental data, which were used to construct response surfaces illustrating the influence of the experimental factors on the output parameters. The positive effect of pyrolysis temperature and alkali dosage on the adsorption properties of the synthesized coals was found. The following results were obtained: the adsorption activity for iodine – 300 %, for methylene blue – 1000 mg/g; indicating a developed micro- and mesoporous surface and the possibility of using these compounds for adsorption of both gases and vapors, and organic substances from solutions. Therefore, samples of activated carbons synthesized from sludge-lignin were tested as lignin adsorbents of lignin-containing wastewater. The obtained dependences correlate well with the data describing the influence of pyrolysis adsorbents of sludge-lignin in the removal of lignin from solutions was shown. The value of the specific adsorption was about 1500 mg/g. For citation: Vorontsov K.B., Bogdanovich N.I., Sedova E.L., Solovyova P.V. Formation of Adsorption Properties of Carbon Nanostructured Materials by Thermochemical Activation of Sludge-Lignin. Lesnoy Zhurnal [Russian Forestry Journal], 2021, no. 4, pp. 181–189. DOI: 10.37482/0536-1036-2021-4-181-189

Один из возможных вариантов жидкофазного окисления кислородом воздуха α-пинена приводит к образованию смеси терпеновых кислородсодержащих соединений (эпоксиды, спирты, кетоны и др.). Проблема здесь заключается в образовании большого количества 2-3-эпоксипинана, который с течением времени в результате гидролиза превращается в транс-собрерол, камфоленовый альдегид, транс-пинокарвеол, транс-карвеол, транс-3-пинен-2-ол. Первый из них имеет твердую кристаллическую структуру. Собрерол широко используется в парфюмерии при получении синтетических душистых веществ, в фармацевтической промышленности, в частности входит в составы лекарственных средств, обладающих муколитическим действием, а также применяется при лечении головных болей и таких заболеваний, как ринорея и хронический бронхит. Целью работы является идентификация кристаллического продукта, полученного жидко- фазным окислением α-пинена кислородом воздуха в присутствии стеарата кобальта (II). Процесс жидкофазного окисления проводили при следующих параметрах: температура – 70 ºС, расход воздуха – 16,67 см3/с, продолжительность – 5 ч, количество катализатора – 0,2…0,5 %. Далее смесь подвергали паровой дистилляции для отделения мономеров (в их состав входят терпеновые кислородсодержащие соединения и углеводороды) от полимеров. В результате отстаивания и хранения смеси были обнаружены и выделены из маточного раствора кристаллы. Их идентификацию осуществляли с помощью ИК- и ЯМР 13С-спектроскопий, а также сканирующей электронной микроскопии. Установлено, что пространственная организация выделенных кристаллов и стандартного образца (Sigma Aldrich) представлена многослойными прямоугольным пластинками. Анализ ИК-спектров кристаллов показал, что полоса поглощения при волновом числе 3318 см–1 соответствует внутри- и межмолекулярным водородным связям в гидроксильных группах, при волновых числах 2887, 2935, 2975 см–1 – метиленовым группам. Такие данные сопоставимы с результатами ИК-спектров стандартного образца. С учетом предыдущих исследований ЯМР 1Н- [15] и ЯМР 13С- спектра установлено, что полученный кристаллический продукт жидкофазного окисления α-пинена является транс-собреролом. Для цитирования: Сосновская А.А., Флейшер В.Л. Идентификация кристаллического продукта жидкофазного окисления α-пинена кислородом воздуха в присутствии стеарата кобальта (II) // Изв. вузов. Лесн. журн. 2021. № 4. С. 173–180. DOI: 10.37482/0536- 1036-2021-4-173-180.
One of the possible directions of liquid-phase oxidation of α-pinene by atmospheric oxygen leads to the formation of a mixture of terpene oxygen-containing compounds (epoxides, alcohols, ketones, etc.). The problem of this direction is the formation of a large amount of 2,3-epoxypinane which over time turns into trans-sobrerol, campholene aldehyde, trans-pinocarveol, trans-carveol, and trans-3-pinen-2-ol as a result of hydrolysis. One of the abovementioned substances with a solid crystalline structure is trans-sobrerol. Sobrerol is widely used in perfumery for synthesis of synthetically fragrant substances and pharmaceutical industry, in particular, it is a part of medicines with mucolytic action, as well as in the treatment of headaches and diseases such as rhinorrhea and chronic bronchitis. The aim of this work is to identify a crystalline product produced by liquid-phase oxidation of α-pinene with atmospheric oxygen in the presence of cobalt (II) stearate. The process of liquid-phase oxidation was carried out in the following conditions: temperature – 70 °С, air consumption – 16.67 cm3/s, duration – 5 h, amount of catalyst – 0.2–0.5 wt.%. Then the mixture was exposed to steam distillation in order to separate monomers (they contain terpene oxygen-containing compounds and hydrocarbons) from polymers. As a result of settling and storage of the mixture, crystals were found and isolated from the mother liquor solution. Their identification was carried out using IR and 13C NMR spectroscopy as well as scanning electron microscopy. It was found that the spatial organization of the isolated crystals and the standard sample (Sigma Aldrich) is represented by multilayer rectangular plates. Analysis of the IR spectra of the crystals showed that the absorption band at a wave number of 3318 cm–1 corresponds to intramolecular and intermolecular hydrogen bonds in hydroxyl groups, at wave numbers of 2887, 2935, 2975 cm–1 it corresponds to methyl groups. The results obtained are comparable with the results of the IR-spectrum of the standard sample. Given the results of previous studies of 1H NMR spectrum [15] and 13C NMR spectrum, it was determined that the resulting crystalline product of liquid-phase oxidation of α-pinene is trans-sobrerol. For citation: Sosnovskaya A.A., Fleisher V.L. Identification of the Crystalline Product of Liquid- Phase Oxidation of α-Pinene with Atmospheric Oxygen in the Presence of Cobalt (II) Stearate. Lesnoy Zhurnal [Russian Forestry Journal], 2021, no. 4, pp. 173–180. DOI: 10.37482/0536- 1036-2021-4-173-180.

Содержит основные теоретические выкладки по методам оптимального планирования эксперимента, представлены и подробно рассмотрены все этапы построения планов оптимального эксперимента и их анализа. Показаны способы реализации этих задач в среде MS Excel. Даны основы применения методов симплексного планирования экспериментов и проведения исследований в планах состав–свойства.

Рассмотрены теоретические основы расчета оболочек вращения, круглых пластин, быстровращающихся дисков и оболочек, виброустойчивости валов, описание лабораторных и лабораторно-экспериментальных установок, методики проведения экспериментов и обработки полученных результатов.

Обобщены и систематизированы данные по антиоксидантной системе молока, включающей соединения различной природы, и механизмам их действия, а также представлена информация о методах определения интегральной антиоксидантной активности в сравнительном аспекте. Приведены методика выполнения измерений интегральной антиоксидантной активности на основе метода гальваностатической кулонометрии и полученные на ее основе экспериментальные данные для молочного сырья казеинового типа и кисломолочной продукции. Предложены рекомендации по реализации данного метода в производственных условиях.

Приведены современные представления о структуре целлюлозы и нитратов целлюлозы, рассмотрены основные химические, физические, физико-химические и энергетические свойства последних, также теоретические основы процессов получения НЦ. Обсуждены преимущества и недостатки основных методов получения НЦ, особенности процесса нитрования целлюлозы смесями азотной, серной кислот и воды, факторы, влияющие на него.

Рассмотрены вопросы классификации оборудования. Перечислены требования, предъявляемые к оборудованию. Основное внимание уделено вопросам надежности аппаратов и технологических линий, а также материалам для изготовления оборудования, их разрушению и способам защиты конструкций от коррозии. Изложены методы исследования коррозионной стойкости металлических конструкционных материалов.

Кратко изложены теоретические основы количественного химического анализа, включая основные понятия, термины и определения, способы выражения концентраций и формулы для пересчета одной концентрации в другую. Рассмотрена сущность титриметрического метода, и выведены основные расчетные формулы, необходимые для вычисления результатов аналитических определений. Приведены алгоритм обработки результатов количественного анализа и правила представления их в стандартизованном виде с учетом значащих цифр. Предложены типовые методики выполнения титриметрических определений, наиболее часто встречающиеся в практике работы аналитических лабораторий.

Содержит материал по общей и неорганической химии, примеры решения заданий, вопросы и задания для самостоятельной работы студентов.

Рассмотрены теоретические основы супрамолекулярной химии, представлены лабораторные работы по применению биополимеров в супрамолекулярных системах. Часть работ базируется на научных исследованиях, проводимых на кафедре физической и коллоидной химии.

Учебное пособие знакомит с профессиональной лексикой, связанной с основными темами в сфере делового и профессионального общения, такими как телефонное общение, публичное выступление, типы и структура промышленных предприятий, рынок, экспорт, банковское обслуживание, страхование и т. п.

Изложены основы физикохимии полимеров, описаны теории растворов, термодинамические параметры совместимости полимеров, их поведение в растворах и деформационные свойства.

Содержит краткий курс лекций и учебно-практические задания для студентов по темам «Основные законы и понятия химии. Основные классы неорганических соединений», «Периодический закон и Периодическая система Д.И. Менделеева в свете учения о строении атома», «Химическая связь. Строение вещества», «Окислительно-восстановительные реакции (ОВР)», «Общие закономерности химических процессов», «Процессы в растворах».

Рассмотрены общие свойства растворов, способы выражения концентрации растворов, а также методы приготовления растворов заданной концентрации. Приведена методика выполнения лабораторных работ по измерению pH растворов электролитов, гидролизу солей, исследованию электропроводности растворов слабых и сложных электролитов.

Содержит теоретические сведения и лабораторные работы по курсу «Контроль и управление качеством материалов и изделий».

Рассмотрены теоретические основы представлений о важнейших классах органических соединений, приведены методики выполнения лабораторных работ, задания для самостоятельной аудиторной и домашней работы студентов.

Представлен способ ликвидации аварийного разлива нефти с поверхности воды модифицированным листовым опадом.

В учебном пособии представлены лекционные материалы и практические задания, необходимые для успешного освоения дисциплины «Сорбционно- спектроскопические методы анализа» для направлений подготовки 04.04.01 «Химия» и 22.04.01 «Материаловедение и технологии материалов». Студентам предлагается ознакомиться с научными принципами, на которых основаны гибридные методы, дается пояснение к интегрированным системам анализа, основанным на взаимосвязи спектроскопических методов с методами сорбционного концентрирования и разделения.

Пособие включает типовые задания по всем содержательным разделам курса химии, а также типовые варианты контрольных работ, представленных в формате экзаменационной работы ЕГЭ 2022 года по химии. Выполняя задания, учащиеся смогут проверить свои знания и тем самым определить степень готовности к экзамену. Учитель может использовать материалы пособия в целях объективной оценки учебных достижений каждого обучающегося.

Предлагаемое пособие составлено в соответствии с требованиями новой спецификации ЕГЭ и предназначено для подготовки к единому государственному экзамену по химии. Книга включает задания высокого уровня сложности (30–35).

Книга представляет собой сборник олимпиадных заданий по химии с подробными решениями, ответами и историческими сведениями. Издание может служить учебным пособием для подготовки учителей химии и для школ с углубленным изучением химии. Олимпиадные задания предлагались участникам соответствующих этапов олимпиады в Ярославском регионе в разные годы. Авторы — преподаватели кафедры химии, теории и методики преподавания химии Ярославского государственного педагогического университета им. К. Д. Ушинского, в течение многих лет являлись составителями олимпиадных заданий и членами жюри различных химических олимпиад, активно занимались и продолжают заниматься подготовкой школьников к олимпиадам по химии. Текст публикуется в авторской редакции.