402 данной работе показано, что с ростом обводненности

XI МЕЖДУНАРОДНАЯ КОНФЕРЕНЦИЯ СТУДЕНТОВ И МОЛОДЫХ УЧЕНЫХ
402
«ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ НАУК»
данной работе показано, что с ростом обводненности нефти эффективность действия новой Присадки
увеличивается (таблица
1). Так,
при увеличении содержания воды в
обратных эмульсиях
высокопарафинистой нефти степень ингибирования Присадки увеличивается на 12,5 % с 72 % (для
безводной нефти) до 90 % (для 40 % эмульсии).
Таким образом, показано, что предлагаемая Присадка показывает значительную ингибирующую
способность для высокопарафинистой и малосмолистой нефти даже в условиях обводнения.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Тертерян Р.А. Депрессорные присадки к нефтям, топливам и маслам. – М.:Химия, 1990. – 238с.
2. Оленев Л.М. Новые отечественные ингибиторы парафиноотложений. –М.: ВНИИОЭНГ, 1990. – 51 с.
3. Агаев С.Г. Депрессорные присадки для высокозастывающих полупродуктов производства минеральных
масел/С.Г. Агаев, А.Н. Халин// Химия и технология топлив и масел. – 1997. - №2. – С. 36-37.
4. Овчар Е.В. Ингибирование образования асфальто-смолопарафиновых отложений в нефтях:
Автореф. дис. канд.хим.наук ―Москва,2007г. ―25с.
ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССА РАЗЛОЖЕНИЯ ХЛОРУГЛЕВОДОРОДОВ НА МОДЕЛЬНЫХ
СПЛАВАХ Ni-M (M=Cu, Co, Cr)
А.С. Лысакова1, А.В. Руднев3, Ю.В. Шубин3, Ю.И. Бауман2
Научный руководитель: к.х.н., доцент кафедры ИПЭ И.В. Мишаков
1
Новосибирский Государственный Технический университет,
Россия, г. Новосибирск, ул. Проспект Карла Маркса 20, 630073
2
Институт катализа им. Г. К. Борескова СО РАН,
Россия, г. Новосибирск, ул. Проспект Академика Лаврентьева 5, 630090
3
Институт неорганической химии им. А. В. Николаева СО РАН,
Россия, г. Новосибирск, ул. Проспект Академика Лаврентьева 3, 630090
E-mail: [email protected]
STUDY ON DECOMPOSITION OF CHLORINATED HYDROCARBONS
ON BULK METAL ALLOYS Ni-M (M=Cu, Co, Cr)
1
A.S. Lysakova, 3A. V. Rudnev, 3Y. V. Shubin, 2Y. I. Bauman
Scientific Supervisor: docent, Ph. D. I. V. Mishakov
1
Novosibirsk State Technical University, Novosibirsk, pr. Karla Marksa 20, 630073
2
Boreskov Institute of Catalysis SB RAS, Novosibirsk, pr. Lavrentieva 5, 630090
3
Nikolaev Institute of Inorganic Chemistry SB RAS, Novosibirsk, pr. Lavrentieva 3, 630090
E-mail: [email protected]
In present paper the new recycling method for chlorinated organic wastes is discussed. Metal Ni-based bulk
alloys are synthesized. The concentration of Сu, Co and Cr in the alloys varies from 1 to 20%. The process of
dichloroethane decomposition is studied. Obtained carbon material is examined by SEM and its properties are
discussed.
РОССИЯ, ТОМСК, 22 – 25 АПРЕЛЯ 2014 г.
ХИМИЯ
XI МЕЖДУНАРОДНАЯ КОНФЕРЕНЦИЯ СТУДЕНТОВ И МОЛОДЫХ УЧЕНЫХ
403
«ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ НАУК»
На данный момент хлорорганические соединения широко распространены как в промышленности,
так и в быту. Тем не менее, утилизация отходов производства хлорорганических соединений все еще
является проблематичной ввиду их экологической опасности. В большинстве случаев утилизация такого
рода отходов приводит к образованию сверхтоксичных ксенобиотиков (например, диоксинов), которые
способны долгое время сохраняться в окружающей среде [1].
Существует множество методов переработки хлорорганических отходов (ХОО): термический
пиролиз, получение четвертичных аммониевых солей, высокотемпературное разложение водородом,
дегидрохлорирование [2-4] и др.
В данной работе представлены результаты по разработке каталитического метода переработки
хлорорганических соединений, заключающегося в их разложении на массивных металлических сплавах
состава Ni-M (M=Cu, Co, Cr). Процесс приводит к получению углеродного продукта, представляющего
собой субмикронные нити. Образование структурированного углеродного продукта происходит согласно
механизму карбидного цикла [5].
В качестве хлорорганического соединения для проведения экспериментов был взят 1,2–дихлорэтан
(ДХЭ), являющийся одним из основных компонентов отходов производства винилхлорида.
Массивные модельные сплавы контролируемого состава были приготовлены в Институте
неорганической химии им. Николаева CO PAН методом соосаждения. Отмеренные с помощью бюретки
объёмы водных растворов нитратов соответствующих металлов смешивали в необходимых количествах и
добавляли по каплям к избытку 1.5 М раствора
осадителя (NaОН для системы Ni-Co, Na2CO3 для
системы
Ni-Cu).
отфильтровывали.
После
Для
осаждения
получения
осадок
твёрдых
растворов осадок нагревали со скоростью 20
°С·мин-1 в токе водорода до температуры 800 °С
и выдерживали в течение получаса. В ходе
разложения ДХЭ была исследована кинетика
процесса
накопления
Исследование
Рис. 1. Зависимость выхода углеродного продукта
от концентрации и типа добавки
углеродного
проводилось
в
материала.
проточном
кварцевом реакторе, оснащенном весами МакБена, в условиях разложения ДХЭ в атмосфере
водорода и аргона при температуре 600 °С. Состав реакционной смеси: 1,2-дихлорэтан - 7,5 об.%; аргон –
55,0 об.%; водород – 37,5 об.%. Изменение массы образца катализатора регистрировали раз в 2 минуты.
Активность образца сплава определялась по выходу целевого продукта (углеродного наноматериала)
за 2 часа реакции на единицу навески. Наиболее эффективными оказались сплавы с 1% содержанием
меди и кобальта и концентрацией хрома 5% (Рис. 1). Следует отметить, что увеличение концентрации
меди и хрома до 10 мас.% (а кобальта – до 20 мас.%) приводило к резкому снижению
производительности сплава.
Для изучения морфологии полученного углеродного материала были сделаны снимки с
использованием метода СЭМ. Показано, что углеродный продукт представляет собой совокупность
сегментированных углеродных субмикронных нитей (Рис. 2). Благодаря высокой степени дефектности
РОССИЯ, ТОМСК, 22 – 25 АПРЕЛЯ 2014 г.
ХИМИЯ
XI МЕЖДУНАРОДНАЯ КОНФЕРЕНЦИЯ СТУДЕНТОВ И МОЛОДЫХ УЧЕНЫХ
404
«ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ НАУК»
структуры и упаковки углеродных нитей, удельная поверхность полученного материала достигает 340
м2/г. Средний диаметр нитей находится в пределах 0.3-0.6 мкм, объем пор (Vпор) – 0,5-0,6 см3/г.
Выводы В ходе данной работы были синтезированы бинарные сплавы Ni-M (M – Cu, Co, Сr)
заданного состава в интервале концентраций M – 1-20%. Показано, что полученные модельные сплавы
контролируемого состава могут быть успешно использованы в качестве предшественников катализаторов
для процесса каталитического разложения ДХЭ с получением углеродных субмикронных нитей.
Наиболее активными образцами в реакции разложения 1,2-дихлорэтана оказались сплавы с минимальной
концентрацией второго компонента (1-5%). Полученный углеродный продукт представляет собой
сегментированные углеродные нити субмикронного размера с высокой степенью морфологической
однородности.
а
б
Рис. 2. Сегментированные
углеродные нити, полученные в
результате разложения ДХЭ при
600 °С на сплавах: а) Ni:Cu (99:1);
б) Ni:Co (99:1) в) Ni:Cr (99:1)
в
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Федоров Л. В. Диоксины как экологическая опасность: ретроспектива и перспектива. – М.: Наука,
1993. – 266 с.
2. Исламутинова А. А., Н.Б. Садыков. Получение четвертичных солей из отходов хлорорганического
производства // Башкирский химический журнал. – 2006. – Т. 13. – № 3.
3. Есо Logic’s Gas-Phase Chemical Reduction Process. Treatment of PCB-Contaminated Waste. Rockwood,
Ontario, Canada: Eco Logic Comp., 2002, 6 p.
4.
Садыков
Н.
Б.,
Исламутдинова
А.
А.
Синтез
высокоэффективных
катализаторов
дегидрохлорирования в несмешивающейся системе: вода – хлорорганика // Башкирский химический
журнал. – 2006. – Т. 13. – № 2.
5. Чесноков В.В., Буянов Р.А. // Образование углеродных нитей при каталитическом разложении
углеводородов на металлах подгруппы железа и их сплавах. – Успехи химии. – 2000. – № 7. – С. 675.
РОССИЯ, ТОМСК, 22 – 25 АПРЕЛЯ 2014 г.
ХИМИЯ