Добірка наукової літератури з теми "Тонка очистка"

Исследованы параметры эффективности деминерализации растворов алкилароматической аминокислоты – фенилаланина (Phe) и хлорида натрия при использовании методов электродиализа (ЭД) и электродеионизации (ЭДИ). Показаны преимущества турбулентного режима течения жидкости над ламинарным, выражающиеся в достижении больших значений степени обессоливания (D). Способ очистки растворов аминокислоты методом ЭДИ может быть использован как более энергосберегающий, так как при плотностях тока, не превышающих предельную, достигаются значения D больше 70%. ЭДИ также позволяет провести глубокое обессоливание раствора фенилаланина в интенсивных токовых режимах, однако, потери целевого продукта при этом увеличиваются. Работа выполнена при финансовой поддержке «Фонда содействия развитию малых форм предприятий в научно-технической сфере», программа «УМНИК», договор 10032ГУ2/2015.

Актуальность исследования обусловлена необходимостью разработки эффективных методов дезактивации облученного графита уран-графитовых ядерных реакторов с целью снижения потенциальной опасности для дальнейшего захоронения. Цель: разработка метода электрохимической дезактивации графитовых радиоактивных отходов в химически агрессивных средах и определение оптимальных параметров ведения процесса. Методы: экспериментальные исследования процесса электрохимической обработки облученного графита в различных электролитах и при различных условиях. Результаты. Показана принципиальная возможность электрохимической обработки графитовых радиоактивных отходов. Представлена конструкция электролизера для проведения процесса обработки, и описана методика проведения эксперимента. Проанализированы электродные процессы, и определены факторы, влияющие на эффективность электрохимической дезактивации. Представлены зависимости скорости разрушения графитовых анодов от плотности тока и различных концентраций кислот. Определено, что наибольшая скорость разрушения электродов наблюдается в концентрированной азотной кислоте. Экспериментально были получены зависимости, отражающие степень очистки графитовых РАО по радионуклидам 60Co, 134+137Cs, 154Eu, 241Am в зависимости от состава электролита. Выявлено, что максимальная степень дезактивации облученного ядерного графита при плотности тока 0,01 А/см2и температуре электролита (16–20) °C достигается в азотной кислоте с добавлением 0,2 М NaF. Проведен сравнительный анализ результатов экспериментов химической и электрохимической обработки графитовых радиоактивных отходов. Показано, что электрохимическая дезактивация графита позволяет снизить активность графита по 60Со в 2–10 раз и по 137Cs в 7–100 раз. При этом в процессе дезактивации не образуется газообразных продуктов реакции, которые необходимо улавливать, создавая ещё большее количество вторичных радиоактивных отходов.

Исследован атомный состав монослоев на основе силоксанового димера кватертиофена, нанесенных методом Ленгмюра-Блоджетт на поверхность диоксида кремния, частично покрытую пленкой золота, и стабильность этих монослоев при обработке поверхности путем бомбардировки ионами Ar+. Экспериментальные результаты по химическому составу серии исследованных поверхностей получены методом рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии (XPS) путем регистрации XPS-спектров C1s, O1s, S2p и Au4f остовных уровней. Относительная концентрация атомов Au, Si и атомов подложки в составе приготовленной ex situ исследованной поверхности была определена в пределах 10-15%, что говорит о том, что монослои Ленгмюра-Блоджетт на основе силоксанового димера кватертиофена формируют в значительной степени сплошное покрытие. До проведения обработки исследованной поверхности путем бомбардировки ионами Ar+, углерод- и кислород-содержащие поверхностные адсорбаты вносили существенный вклад в результаты XPS измерений. Очистка поверхности ионами Ar+ с энергией 3 keV при значениях электрического тока через образец ~ 1 muA в несколько этапов по 30 s привела к стравливанию поверхностных адсорбатов, а затем и самих пленнок Ленгмюр-Блоджетт пленок силоксанового димера кватертиофена. Исследования по фотоэлектронной спектроскопии выполнены при финансовой поддержке РФФИ (16-33-50252-мол-нр, 15-29-05786). Исследования по нанесению монослоев Ленгмюра-Блоджетт и их характеризации выполнены за счет гранта Российского научного фонда (проект N 15-12-30031). В работе использовали оборудование научного парка СПбГУ "Физические методы исследования поверхности". DOI: 10.21883/FTT.2017.12.45249.132

Гомогенные сплавы системы Ag-Pd являются эффективными катализаторами катодной реакции выделения водорода. Они обладают высокой механической прочностью и, в меньшей степени в сравнении с металлическим палладием, подвергается водородному охрупчиванию. Целью работы было установление кинетики выделения водорода на палладии и его гомогенных сплавах с серебром в щелочной водной среде, а также исследование их водородопроницаемости.Методами циклической вольтамперометрии и двухступенчатой катодно-анодной хроноамперометрии исследовано поведение Pd и сплавов системы Ag–Pd (XPd = 15–80 ат. %) в водном деаэрированном растворе 0.1M KOH. Циклические вольтамперограммы для Pd и Ag80Pd имеют схожий вид, однако при введении даже небольшого количества серебра (≤ 20 ат. %) в палладий скорость ионизации водорода снижается, а дальнейшее увеличение содержания серебра в сплаве приводит к его полному подавлению. Для Ag,Pd-сплавов с содержанием палладия менее 30 ат. % пикионизации водорода на вольтамперограммах не фиксируется. Зависимости пикового тока ионизации от скорости сканирования потенциала для всех изученных сплавов линейны и экстраполируются в начало координат, что говорит о наличии твердофазных диффузионных затруднений процесса. Наклон их прямых для сплавов Ag60Pd и Ag50Pd выше, чем для сплава Ag80Pd, что может свидетельствовать о проявлении на поверхности окисленных форм серебра. На всех изученных электродах зависимость потенциала пика тока от логарифма скорости сканированиялинейно возрастает, а это указывает на необратимый характер электрохимической стадии ионизации водорода, осложненной его твердофазной диффузией. Для расчета параметров водородопроницаемости сплавов потенциостатически получены катодные и анодные спады тока при различном времени наводороживания от 1 до 10 с. С увеличением продолжительности наводороживания наблюдается уменьшение амплитуд тока на катодныхи анодных ветвях хроноамперограмм. Используя результаты теоретического моделирования, описывающие процессы инжекции и экстракции водорода для электродов полубесконечной толщины, по линеаризованным в соответствующих критериальных координатах катодным и анодным спадам тока рассчитаны параметры водородопроницаемости. Константа фазограничного обмена и константа скорости инжекции атомарного водорода имеют максимум для сплава с содержанием палладия 80 ат. %. Константа скорости экстракции водорода изменяется линейно с уменьшением содержания палладия. Найдено, что значения параметра водородопроницаемости для Ag,Pd- сплавов в щелочной среде несколько ниже, чем в кислой. Контролирующей стадией реакции выделения водорода на Ag,Pd-сплавах (XPd ≤ 40 ат. %) в растворе 0.1М KOH является электрохимическая стадия ионизации атомарного водорода, осложненная его диффузией в твердой фазе. Параметры водородопроницаемости в сплавах системы Ag–Pd максимальны при содержании палладия ~80 ат. %,а потому такие сплавы могут быть использованы как эффективные материалы для очистки и хранения водорода. ЛИТЕРАТУРА 1. Mahmood N., Yao Y., Zhang J.-W., Pan L., Zhang X., Zou, J.-J. Electrocatalysts for hydrogenevolution in alkaline electrolytes: mechanisms, challenges, and prospective solutions. Adv. Sci.2017;5(2): 1700464. DOI: https://doi.org/10.1002/advs.2017004642. Zhang W., Lai W., Cao R. Energy-related small molecule activation reactions: oxygen reduction andhydrogen and oxygen evolution reactions catalyzed by porphyrin- and corrole-Based Systems. Chem. Rev.2016;117(4): 3717–3797. DOI: https://doi.org/10.1021/acs.chemrev.6b002993. Yun S., Ted Oyama S. Correlations in palladium membranes for hydrogen separation: A review. J.Membr. Sci. 2011;375(1–2): 28-45. DOI: https://doi.org/10.1016/j.memsci.2011.03.0574. Бугаев А. Л., Гуда А. А., Дмитриев В. П., Ломащенко К. А., Панкин И. А., Смоленцев Н. Ю., Солдатов М. А., Солдатов А. В. Динамика наноразмерной атомной и электронной структуры материаловводородной энергетики при реалистичных технологических условиях. Инженерный вестник Дона.2012;4-1(22): 89–90. Режим доступа: https://elibrary.ru/item.asp?id=18640138&5. Гольцова М. В., Жиров Г. И. Гидридные превращения в системе Pd-H. Структура и свойствапалладия и его гидрида. «Взаимодействие изотопов водорода с конструкционными материалами“IHISM’15 Junior»: Сборник докладов X Международной школы молодых ученых и специалистов им. А. А. Курдюмова, 28 июня – 4 июля 2015, Москва. М.: Издательство НИЦ «Курчатовский институт»; 2015.с. 171–189. Режим доступа: http://book.sarov.ru/wpcontent/uploads/2017/12/IHISM-15.pdf6. Knapton A. G. Palladium alloys for hydrogen diffusion membranes. Platinum Met. Rev. 1977;21(2):44–50. Режим доступа: https://www.technology.matthey.com/article/21/2/44-507. Sharma B., Kim J.-S. Pd/Ag alloy as an application for hydrogen sensing. Int. J. Hydrog. Energy. 2017;42(40):25446–25452. DOI: https://doi.org/10.1016/j.ijhydene.2017.08.1428. Ghosh G., Kantner C., Olson G. B. Thermodynamic modeling of the Pd-X (X=Ag, Co, Fe, Ni) systems.J. Phase Equilib. 1999;20(3): 295-308. DOI: https://doi.org/10.1361/1054971997703358119. Lukaszewski M., Klimek K., Czerwinski A. Microscopic, spectroscopic and electrochemical characterizationof the surface of Pd–Ag alloys. J. Electroanal. Chem. 2009;637(1–2): 13-20. DOI: https://doi.org/10.1016/j.jelechem.2009.09.02410. Wise M. L. H., Farr J. P. G., Harris I. R. X-ray studies of the б/в miscibility gaps of some palladiumsolid solution-hydrogen systems. J. Less Common Met. 1975;41(1): 115–127. DOI: https://doi.org/10.1016/0022-5088(75)90099-511. Amandusson H., Ekedahl L.-G., Dannetun H. Hydrogen permeation through surface modifi ed Pdand PdAg membranes. J. Membr. Sci. 2001;193(1): 35–47. DOI: https://doi.org/10.1016/S0376-7388(01)00414-812. Щеблыкина Г. Е., Бобринская Е. В., Введенский А. В. Определение истинной поверхностиметаллов и сплавов комбинированным электрохимическим. Защита металлов. 1998;34(1): 11–14.Реж и м д о ст у п а: https://elibrary.ru/item.asp?id=2372521613. Лесных Н. Н., Тутукина Н. М., Маршаков И. К. Влияние сульфат- и нитрат-ионов на пассивациюи активацию серебра в щелочном растворе. Физикохимия поверхности и защита материалов.2008;44(5): 472–477. Режим доступа: https://elibrary.ru/item.asp?id=1115499414. Никольский Б. П., Рабинович В. А. Справочник химика. Т. 3. М.: Химия; 1965. 1008 с.15. Кудряшов Д. А., Грушевская С. Н., Ганжа С. В., Введенский А. В. Влияние ориентации кристалли-ческой грани серебра и его легирования золотом на свойства тонких анодных плнок оксида Ag(I).Часть I. Фототок. Физикохимия поверхности и защита материалов. 2009;45(5): 451–460. Режим досту-па: https://elibrary.ru/item.asp?id=1290135216. Adzic R. R., Hciao M. W., Yeager E. B. Electrochemical oxidation of glucose on single –crystalgold surfaces. J. Electroanal. Chem. 1989;260(2): 475–485. DOI: https://doi.org/10.1016/0022-0728(89)87164-517. Strobac S., Adzic R. R. The infl uence of OHchemisorption on the catalytic properties on goldsingle crystal surfaces for oxidgen. J. Electroanal. Chem. 1996;403(1–2): 169–181. DOI: https://doi.org/10.1016/0022-0728(95)04389-618. Морозова Н. Б., Введенский А. В., Бередина И. П. Катодная инжекция, анодная экстракцияи диффузия водорода в металлургических Cu,Pd- и Ag,Pd-сплавах. II. Экспериментальные данные.Конденсированные среды и межфазные границы. 2014;16(2): 178–188. Режим доступа: https://journals.vsu.ru/kcmf/article/view/82319. Морозова Н. Б., Введенский А. В., Бередина И. П. Фазограничный обмен и нестационарнаядиффузия атомарного водорода в сплавах Cu–Pd и Ag–Pd. I. Анализ модели. Физикохимия поверхнос-ти и защита материалов. 2014;50(6): 573–578. DOI: https://doi.org/10.7868/S0044185614060138

В настоящей работе рассмотрены экспериментальные данные окисления поверхности кремния в вакууме при последующем отжиге, полученные методом спектроскопии полного тока. Проведенные исследования показали, что при использовании температурного отжига для очистки поверхности кремния от загрязнений есть свои плюсы и минусы. Нельзя допустить длительный отжиг при высоких температурах, который приводит к окислению кремния. А использование кратковременной вспышки можно использовать только для удаления физически (не химически) адсорбированного слоя атомов.

The article gives analysis of the advantages and disadvantages of cleaning engine oil in internal combustion engines by filtration and centrifugation. The principles of increasing the efficiency of fine oil purification by combining these methods are formulated. The scheme of a perspective system for fine cleaning of engine oil is presented, which most fully realizes the advantages of full-flow filtration and centrifugation for a two-circuit lubrication system of forced internal combustion engines. The operating conditions of diesel engines are shown, under which the advantages of filtration and centrifugation can be realized to the full. The indices for the specific productivity index and capacity of the centrifugal cleaner are calculated, contributing to the attainment of the minimum wear rate of the engine parts and the maximum service life of the filter elements. Prospects for the application of a full-flow fine engine oil purification system in forced engines with a sequential connection of purification units with different principles of separation of complex heterogeneous polydisperse systems, which include the products of contamination of lubrication systems, are outlined. Particularly effective is the use of the developed combined fine-cleaning system in marine diesel engines with increased rotational speed, operating on screw characteristics. The results of motor tests in the ship's trunk boosted diesels of the new combined lubrication oil fine cleaning system are reported. The results of operational tests in the marine diesel engine ДД108 (8ЧСПН 18/22) of a combined engine oil purification system have been analyzed, which combine the advantages of a full-flow filter and a centrifuge with a discharge head connected in series. The parameters of efficient regular and experienced combined engine oil cleaning system are compared with the effect on aging, wear and varnish and lacquer formation of a diesel engine.

Твёрдый раствор Pb1-xSnxTe:In интенсивно исследуется как фотоприёмники ИК диапазона, так и в связи с обнаружением в нём свойств кристаллического топологического изолятора в определённом диапазоне составов (х > 0,25) [1]. Объектом изучения в настоящей работе являются эпитаксиальные слои Pb1-xSnxTe:In/BaF2(111) с составами вблизи инверсии зон (х ≈ 0,28 – 0,32), в которых при Т ≤ 20К наблюдается переход в высокоомное состояние [2], что позволяет наблюдать транспортные свойства поверхности. Проведены исследования, направленные на установление влияния модификации физико-химического состояния поверхности на электрофизические и фотоэлектрические свойства структур при химической обработке и отжигах. Измерялись вольтамперные характеристики (ВАХ) образцов n и p-типа проводимости в темноте и при освещении в области собственного поглощения. Состав поверхности измерялся методом рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии (РФЭС). Обнаружена существенная трансформация ВАХ, фототока и его релаксационных зависимостей сразу после химической обработки поверхности в растворе изопропилового спирта, насыщенного парами соляной кислоты (HCl-iPA). На ВАХ наблюдалось увеличение тока, для некоторых образцов до 102 -104 раз, с последующим восстановлением при экспозиции образцов на воздухе в течение нескольких суток. На рисунке приведено изменение тока сразу после травления для образцов разного типа проводимости, из которого видно, что относительное изменение тока было больше для плёнок p-типа. РФЭ спектры показали, что после химической обработки происходит удаление собственных оксидов. При этом поверхность покрывается элементным теллуром, оценка толщины которого даёт значение около 3 нм. В работе обсуждается полученные результаты с точки зрения изменения пространственного и энергетического распределения поверхностных состояний при очистке поверхности от оксидов, а также появлением областей с металлической проводимостью на поверхности.

Полупроводниковые фотокатоды на основе нитридных соединений, поверхность которых активирована до состояния эффективного отрицательного электронного сродства (ОЭС), являются ключевыми элементами солнечно-слепых фотодетекторов с координатной чувствительностью и наносекундным временным разрешением. Для изготовления фотокатодов с ОЭС важен энергетический спектр поверхностных электронных состояний (DOS), поскольку для достижения состояния ОЭС требуются высокие значения поверхностного изгиба зон, который определяется положительным зарядом поверхности. Увеличение заряда поверхности и, соответственно, плотности поверхностных состояний должно увеличить вероятности термического и оптического заброса в вакуум электронов, лежащих ниже уровня Ферми в приповерхностной области фотокатода. Это в свою очередь вызовет рост плотности темнового тока фотокатода и рост квантовой эффективности (QE) фотокатода при энергиях фотонов (ħω) меньших ширины запрещенной зоны (εg) полупроводника [1], что уменьшит коэффициент солнечной слепоты. В данной работе мы впервые изучили эволюцию спектров QE и энергетических распределений фотоэлектронов по продольной энергии (ne(εlon)), эмитированных GaN фотокатодом с ОЭС, при изменении температуры. Измерения проводились на самодельных вакуумных фотодиодах, в которых p-GaN фотокатод с ОЭС и металлический анод были герметично установлены параллельно друг другу в металлокерамическом корпусе, образуя электронный спектрометр с однородным тормозящим электрическим полем. Концентрации магния и свободных дырок в 170 нм слое p-GaN были равны ~ 1019 см-3 и ~ 1017 см-3, соответственно. После химической очистки поверхности GaN и прогрева в сверхвысоком вакууме на поверхность наносились атомы цезия до достижения состояния ОЭС и максимальной величины вероятности выхода фотоэлектронов в вакуум. Измерялись спектры QE и распределения ne(εlon) фотоэлектронов, эмитированных из p-GaN(Cs) в вакуум, при ħω как больших, так и меньших εg GaN. Измерения проводились в интервале температур 80-300 К. Для расчетов спектров QE мы воспользовались феноменологической моделью, в которой задавалась форма DOS и учитывались флуктуации работы выхода.