К 80-ЛЕТНЕМУ ЮБИЛЕЮ ПРОФЕССОРА В.С. АРУТЮНОВА
6 июня 2026 года исполнилось 80 лет со дня рождения доктора химических наук, профессора, руководителя лаборатории окисления углеводородов Федерального исследовательского центра химической физики имени Н.Н. Семенова РАН, иностранного члена Национальной академии наук Республики Армения, заместителя главного редактора журнала «Горение и плазмохимия» Владимира Сергеевича Арутюнова.
Copyright (c) 2026 https://creativecommons.org/licenses/by/4.0
Влияние режимов инжекции на горение водоугольных суспензий
В работе исследовано влияние фронтальной и перпендикулярной инжекции на температурные поля и устойчивость горения водоугольных суспензий различного состава (ВУС). Эксперименты проведены на лабораторной установке с использованием термопары типа K для измерения температуры в различных зонах пламени. Исследованы суспензии с различным соотношением угля и воды. Установлено, что состав ВУС и режим подачи топлива существенно влияют на температурный режим и стабильность пламени. Наиболее устойчивое горение наблюдалось для состава 40/60, при котором максимальная температура достигала 1050-1080 °C. Показано, что перпендикулярная инжекция способствует формированию более равномерного температурного поля и снижению температурных колебаний по сравнению с фронтальной подачей. Полученные результаты свидетельствуют о перспективности оптимизации режимов инжекции для повышения эффективности и устойчивости горения водоугольных суспензий.
Copyright (c) 2026 М. Таскын, З.А. Мансуров, Б.Г. Топанов, З.М. Азизов, С.В. Алексеенко https://creativecommons.org/licenses/by/4.0
Сравнительное исследование адсорбционных свойств оксида кремния при удалении органических загрязнителей и тяжелых металлов
Удаление смешанных загрязнений (ионы тяжелых металлов и ароматические углеводороды) из водных систем требует разработки эффективных и селективных адсорбентов. В настоящей работе проведено сравнительное исследование адсорбционных свойств оксида кремния различной степени чистоты (80% и 100%) в отношении ионов Cu2+ и ароматических углеводородов (бензол, этилбензол, м, п-ксилолы). Исследована кинетика адсорбции, пористая структура материалов охарактеризована методом низкотемпературной адсорбции-десорбции азота. Результаты выявили парадоксальное превосходство технического оксида кремния (80%) над высокочистым образцом (100%) при адсорбции ионов меди, максимальная степень сорбции составила 36,90% против 32,37%, время достижения равновесия – 10 мин против 30 мин. Для ароматических углеводородов наблюдается обратная тенденция: высокочистый SiO2 проявляет высокую селективность к адсорбции бензола, степень удаления возрастает от 17до 79% за 40 мин с одновременной десорбцией более объемных молекул. Анализ пористой структуры выявил снижение объема микропор в 4,75 раза и кардинальное перераспределение мезопор при очистке, исчезновение пика при 5-10 нм и появление нового максимума при 40-60 нм. Кинетика адсорбции бензола на техническом SiO2 описывается моделью псевдо-второго порядка (R2 = 0,992), что указывает на хемосорбционный механизм. Установлена взаимосвязь между архитектурой пор и селективностью адсорбции: технический SiO2 с развитой микропористостью и узким распределением мезопор (5-10 нм) эффективен для быстрого удаления ионов металлов, высокочистый SiO2 с полимодальным распределением мезопор (20-100 нм) обеспечивает молекулярно-ситовую селективность для органических соединений. Полученные результаты позволяют оптимизировать выбор адсорбента в зависимости от типа загрязнителя и открывают возможности для экономически эффективного дизайна адсорбционных материалов без дополнительной очистки исходного сырья.
Copyright (c) 2026 Г.Е. Ергазиева, Л.К. Мылтыкбаева, І. Қуаныш, А.М. Асылхан, Ж.А. Назарбаева, Н.В. Идрисов, А. Баратов, Д. Есенкелдина, С. Капан https://creativecommons.org/licenses/by/4.0
Оптимизация условий флокуляции суспензий каолина с помощью сополимера [(3-метакрилоиламино)пропил]триметиламмония хлорида и диметилакриламида
Изучено флокулирующее действие образцов сополимера [(3-метакрилоиламино)пропил]триметиламмония хлорида и диметилакриламида (ТМАПМАХ-ДМАА) при их различных мольных соотношениях на суспензию каолина. Изменение концентрации флокулянта от 0,01 г/л до 0,24 г/л показало, что наиболее эффективной является концентрация 0,04 г/л, при концентрации менее 0,04 г/л сополимер оказывает стабилизирующее действие на суспензию каолина. При исследовании влияния рН среды на флокуляцию установлено, что максимальная степень осветления суспензии каолина достигается в интервале рН 5,0-7,0. Это обосновано нейтрализующим действием аммониевых групп [(3-метакрилоиламино)пропил]триметиламмония хлорида на ≡SiO– группы частиц каолина. Методом электрофореза показано, что хотя частицы каолина и имеют отрицательный заряд в интервале рН от 3,0 до 9,0, в кислой среде значения отрицательного ζ-потенциала снижаются. Оптимальными для флокуляции являются образцы сополимера с мольным соотношением ТМАПМАХ:ДМАА 50:50 и 60:40, обеспечивающие наличие достаточного количества катионных групп для нейтрализации отрицательного заряда частиц каолина. Показана взаимосвязь между значением ζ-потенциала частиц каолина и эффективностью флокуляции. Обоснована роль нейтрализационного и «мостичного» механизмов флокуляции при осаждении частиц каолина с помощью сополимера ТМАПМАХ-ДМАА.
Copyright (c) 2026 М.Т. Турсынбетов, С.М. Тажибаева, К.Ж. Абдиев, Б.Б. Садыков, К.Б. Мусабеков https://creativecommons.org/licenses/by/4.0
Оценка восстановительной способности меди и серебра, электрохимически осажденных в присутствии молочной кислоты, и додецилсульфата натрия при электровосстановлении диоксида углерода
Медные катализаторы отличаются способностью образовывать C–C связи при электрохимическом восстановлении CO2, однако их селектвность и эффективность зависят от структуры поверхности. В данной работе медные и медно-серебряные структуры были получены электрохимическим осаждением на поверхности стеклоуглерода в среде молочной кислоты (МК) и додецилсульфата натрия (СДС). При смещении потенциала электроосаждения в отрицательном направлении (от –0,15 В до –0,35 В) пик транзиента тока смещался в область более коротких времен, а плотность тока пика увеличивалась (tmax: 0,67 → 0,01 с; jmax: 7,15 → 36,36 мА·см-2), соответственно, увеличивая плотность нуклеации. В 0,5 М растворе NaHCO3, насыщенном CO2, медно-серебряный электрод показал более высокую активность, чем чистая медь: угловой коэффициент Тафеля уменьшился с 389 до 243 мВ·дек-1, а плотность тока обмена (j0) увеличилась в 17 раз. Результаты электрохимической импедансной спектроскопии показали, что емкость двойного слоя (Cdl) медно-серебряного электрода была выше (4,39 мкФ), а поляризационное сопротивление (Rp) было в 2,8 раза ниже, чем у чистого медного электрода. Результаты исследования показали, что модификация меди серебром в процессе электрохимического осаждения повышает каталитическую активность осажденного материала при электрохимическом восстановлении диоксида углерода.
электрохимическое восстановление диоксида углерода
Copyright (c) 2026 Х. Авчукир, Ф. Вакандио, А.Ж. Бекей, Т.В. Шакиева, Б.Т. Досумова, Г.Е. Ергазиева https://creativecommons.org/licenses/by/4.0
Структурные и сорбционные характеристики нано-структурированных полисахаридных биополимеров растений семейства Asteraceae
В работе исследованы структурные и сорбционные характеристики нано-структурированных полисахаридных биополимеров, выделенных из растений семейства Asteraceae (Dahlia tubers и Helianthus tuberosus), по отношению к ионам Pb2+ в модельных водных растворах. Биополимеры получали методом кислотной экстракции при pH 1,5-2,5 и температуре 80-90 °С с последующим осаждением этанолом. Выход полисахаридных фракций составил 10-14%. Морфология поверхности исследована методом сканирующей электронной микроскопии, что позволило выявить формирование иерархически организованной нано- и микроструктурированной матрицы с выраженной агломерацией частиц и развитой межагрегатной пористостью. Наличие пластинчатых структур и пористой системы способствует диффузии ионов металла к активным функциональным центрам. Механизм взаимодействия биополимерной матрицы с Pb2+ изучен методом ИК-спектроскопии. Зафиксированы смещения и изменения интенсивности полос, соответствующих карбоксильным и гидроксильным группам, что подтверждает реализацию координационно-хелатного механизма комплексообразования без разрушения полисахаридного скелета. Сорбционные исследования проводили на модельных растворах Pb2+, приготовленных из стандартного раствора ацетата свинца (II) аналитической чистоты. Остаточную концентрацию ионов Pb2+ после контакта с биополимером определяли методом атомно-абсорбционной спектрометрии на приборе PinAAcle 900T (PerkinElmer, США) при аналитической длине волны 283,3 нм с использованием калибровочной зависимости. Дополнительно контрольные измерения выполняли титриметрическим методом в ацетатной буферной среде (pH 5,5) с применением стандартного 0,01 М раствора трилона Б. Установлено, что до 76-77% Pb2+ удаляется в течение первых 10 мин, а сорбционное равновесие достигается через 60 мин. Максимальная степень очистки составила 87%. Экспериментальные данные наиболее адекватно описываются моделью Фрейндлиха, что указывает на гетерогенный характер поверхности и многослойный механизм адсорбции. Полученные результаты подтверждают перспективность нано-структурированных полисахаридных биополимеров растений семейства Asteraceae как экологически безопасных сорбционных материалов для удаления ионов тяжелых металлов из водных сред.
Copyright (c) 2026 А. Камысбаева, М. Матаев, Г. Азимбаева, А. Мельдешов, У. Бейсенбиева, А. Молдабаев https://creativecommons.org/licenses/by/4.0
Состав и топливные свойства продуктов пиролиза осадка производственных сточных вод Карачаганакского нефтегазоконденсатного месторождения
В данном исследовании всесторонне изучены химический и фракционный состав и топливные свойства жидких продуктов, полученных в результате термической обработки органоминерального осадка. Особое внимание уделено жидкой фазе, ее углеводородному составу, фракционированию и возможности использования в качестве топлива. Для анализа применялись методы газовой хроматографии, элементного анализа и стандартной дистилляции. Установлено, что полученный жидкий продукт характеризуется высоким содержанием углеводородов: изопарафинов (32,8%), ароматических соединений (25,6%) и нафтенов (23,4%), а также олефинов (8,5%) и кислородсодержащих соединений (4,5%). Кривая дистилляции показала широкий диапазон кипения продукта (73-370 °C), при этом около 70% фракций выкипает до 200 °C, что указывает на преобладание бензиновых фракций. В легкой фракции (до 100° C) обнаружены толуол (10,96%), этилбензол (3,06%), о-ксилол (3,75%), триметилбензол (4,19%) и изопарафины C7–C17. Расчеты подтвердили высокое октановое число легкой фракции: 93,3 по исследовательскому методу и 76,8 по моторному методу, что обусловлено в основном содержанием изопарафинов (38,1 ед.) и ароматических соединений (33,5 ед.). Оценка октанового числа фракций показала, что фракция 70-100 °C обладает самым высоким октановым потенциалом (~95-98 по исследовательскому методу). Однако присутствие олефинов снижает стабильность продукта и для соответствия требованиям, предъявляемым к стандартному моторному топливу, необходима дополнительная очистка, например, гидропереработка, направленная на уменьшение содержания олефинов. Полученные результаты свидетельствуют о том, что жидкие продукты термической обработки органоминеральных отходов могут рассматриваться как перспективное сырье для получения высокооктановых топливных компонентов и служить основой для разработки ресурсосберегающих технологий.
Copyright (c) 2026 Р.Н. Кубашева, Н.С. Ержанова, З.Х. Кунашева, Г.И. Утепкалиева, Д.Ж. Киишева https://creativecommons.org/licenses/by/4.0
Повышение фотокаталитического восстановления CO2 посредством селективного фотоосаждения металлических сокатализаторов на полупроводнике
В данной работе исследовано влияние селективного фотоосаждения восстановительных и окислительных сокатализаторов (Ag, Ni и Co) на материал ASTO, обеспечивающего эффективное разделение зарядов и направленную активацию CO2. Результаты фотокаталитических испытаний показали, что для образца Ag/ASTO/Co основным продуктом являлся CO с выходом 1.61 мкмоль·г-1·ч-1 и селективностью 63.4%. Введение Ni приводило к увеличению выхода CO более чем в 9 раз (до 15.2 мкмоль·г-1·ч-1) и росту селективности до 79.9%, при этом реакции выделения H2 и образования CH4 оставались подавленными. Полученные результаты демонстрируют выраженный синергетический эффект Ag, Ni и Co и предлагают эффективную стратегию создания селективных фотокатализаторов для восстановления CO2 в водной среде без применения дополнительных реагентов.
Copyright (c) 2026 А.Г. Баратов, У.А. Абдикаримова, Д.А. Утарова, А. Сайлаубек, Ч.Б. Даулбаев, Ж.Б. Куспанов https://creativecommons.org/licenses/by/4.0
Парциальное окисление метана в условиях адиабатического сжатия (обзор)
Адиабатическое сжатие газов свободным поршнем – метод газофазной кинетики для исследования термических реакций без влияния стенок реактора. В статье рассмотрены достоинства и особенности этого метода и применимость его в технологических процессах. В историческом контексте в статье представлены полученные в реакторе адиабатического сжатия экспериментальные результаты парциального окисления метановых смесей в синтез-газ и кислородсодержащие органические вещества. Некаталитическая конверсия метана в синтез-газ исследована в лабораторном масштабе и испытана на укрупненных установках (химических реакторах сжатия) и признана перспективной для практического использования. Также показано, что при использовании адиабатического сжатия не представляется возможным получить практически значимые выходы формальдегида и метанола. Установлено, что при сжатии богатых смесей метана воспламенение происходит в узком интервале степеней сжатия, степень превращения метана и кислорода при этом резко возрастают. При адиабатическом сжатии модельных смесей биогаза рассмотрено влияние добавок СО2 на парциальное окисление метана. Установлено, что наличие СО2 в исходной смеси приводит к затруднению воспламенения, снижению степени превращения метана и кислорода. Для СО2 установлено наличие трех режимов в зависимости от степени сжатия и, соответственно, температуры: увеличение его содержания относительно начального уровня при парциальном окислении без воспламенения; увеличение его содержания при воспламенении; уменьшение содержания при воспламенении. Показано, что при парциальном окислении биогаза можно получить синтез-газ с отношением Н2/СО ≈ 1.
Copyright (c) 2026 И.В. Билера https://creativecommons.org/licenses/by/4.0
Комбинированный синтез перовскитов CaTiO3 и SrTiO3 в присутствии н-гексана: влияние на формирование структуры и микроструктуры
В данной работе синтезированы CaTiO3 и SrTiO3 комбинированным методом с перовскитной структурой предварительным мокрым смешиванием карбонатов CaCO3/SrCO3 и диоксида титана TiO2 в н-гексане с последующей твердофазной реакцией при высокотемпературном отжиге. Фазовый состав и кристаллическая структура полученных материалов изучены методом рентгеновской дифрактометрии с Ритвельд –уточнением, микроструктура и элементное распределение с использованием SEM/EDX, а локальная структура и поверхностные группы методом ATR–FTIR-спектроскопии. Показано, что присутствие органического растворителя и термообратка обеспечивают формирование однофазных CaTiO3 и SrTiO3 с орторомбической и кубической модификациями и кристаллографическими параметрами, согласующимися с эталонными PDF-картами. Расчет среднего размера кристаллитов по уравнению Шеррера подтверждает нанокристаллический характер полученных порошков, SEM/EDX-анализ выявляет развитую пористую микроструктуру и однородный элементный состав без заметных металлических примесей. Установлено, что замещение А-катиона Ca2+/Sr2+ с использованием н-гексана на стадии мокрого смешивания приводит к систематическим изменениям в симметрии решетки, положении полос в ИК-спектрах и морфологии агломератов, что позволяет целенаправленно варьировать текстуру и потенциальные функциональные свойства перовскитных титанатов. Предложенный комбинированный подход является технологически простым и масштабируемым методом получения наноструктурированных оксидных перовскитов, перспективных в качестве носителей и активной фазы в каталитических системах для процессов горения, плазмохимического окисления и функциональной керамики.
Copyright (c) 2026 Ж.А. Әбдімомын, М.М. Матаев, Ж.И. Тұрсын, А.Н. Торғаева, К. Рамачандран, А.А. Бакибаев https://creativecommons.org/licenses/by/4.0
Условия и кинетическая природа возникновения колебательных режимов при окислении метана при Т > 1000 К
В рамках модели проточного реактора идеального смешения с использованием нескольких детальных кинетических механизмов проведен численный анализ условий возникновения осциллирующих режимов в стехиометрических смесях метана с кислородом в изотермических условиях при температурах Т > 1000 К. Все механизмы дают согласующиеся результаты и показывают возникновение в определенном диапазоне температур и давлений автоколебаний концентрации компонентов реагирующей смеси. При фиксированной температуре амплитуда колебаний уменьшается с ростом давления, а их частота растет. Аналогичная тенденция наблюдается с ростом температуры при фиксированном давлении. При пониженных температурах удается получить стационарное решение при незавершенной химической реакции, которое при более высоких температурах переходит во взрыв. Из совокупности элементарных стадий детального кинетического механизма процесса выделены 8 реакций, которые оказывают наиболее сильное влияние на возникновение и характеристики колебательного процесса. Проанализировано влияние изменения скорости каждой из этих реакций на режим колебательного процесса. Наиболее важную роль играют основная стадия разветвления цепей H• + O2 => O•• + OH•, реакция обрыва цепей CH3• + HO2• => CH4 + O2 и реакция рекомбинации метильных радикалов CH3• + CH3• (+M) => C2H6 (+M). Показано влияние скорости расхода газовой смеси на возникновение и характеристики осцилляций. При очень высоких и очень низких расходах смеси колебания не наблюдаются. Установление возможных диапазонов возникновения неустойчивых режимов окисления метана имеет большое значение для безопасности промышленных процессов его конверсии.
Copyright (c) 2026 А.А. Беляев, А.В. Арутюнов, В.С. Арутюнов https://creativecommons.org/licenses/by/4.0
Влияние состава газомоторных топлив на их детонационные характеристики
Состав газомоторных топлив является важнейшим фактором, определяющим их моторные характеристики. Топливовоздушные смеси в ДВС воспламеняются в области температур ниже 1000 К, в которой механизмы окисления двух важнейших компонентов газовых топлив – метана и водорода сильно отличаются от механизмов их горения при более высоких температурах. Эти изменения связаны с изменением в них роли пероксидных соединений, что приводит к сложной зависимости детонационной стойкости газовых топлив от их состава. Несмотря на то, что эта зависимость хорошо описывается современными кинетическими механизмами и даже может быть рассчитана них основе, практическое определение их детонационной стойкости вызывает серьезные проблемы. Широко используемая в настоящее время «метановая шкала» не имеет под собой теоретического обоснования и не учитывает существенные различия во влиянии водорода и углеводородов С2+ на воспламенение и горение метана – основного компонента газовых углеводородных топлив – и в силу этого неадекватна для оценки их детонационной стойкости. Необходимы более подходящие инструменты для оперативной оценки детонационной стойкости газовых топлив, отсутствие которых будет сдерживать их практическое применение.
Copyright (c) 2026 К.Я. Трошин, А.А. Беляев, А.В. Арутюнов, В.С. Арутюнов https://creativecommons.org/licenses/by/4.0
Закономерности некаталитического парциального окисления углеводородов С1–С4 при температурах 1400-1800 К
В статье представлены результаты термодинамического анализа и кинетического моделирования некаталитического парциального окисления углеводородов С1–С4 при температурах 1400-1800 К и давлениях до 50 атм. Установлено, что на первом этапе парциального окисления углеводородов С2+ в исследованной области температур и давлений их превращение начинается не с взаимодействия с кислородом, а их термического пиролиза без участия кислородсодержащих радикалов. Конверсия кислорода происходит в результате его взаимодействия с продуктами пиролиза С2+ углеводородов, преимущественно этиленом, являющимся в данном температурном диапазоне, наряду с ацетиленом, более стабильным углеводородом. Окислительная конверсия метана происходит в результате его взаимодействия с кислородом, причем расход обоих реагентов протекает симбатно с существенно меньшей скоростью, чем окисление С2+ углеводородов. После полного расходования О2 на втором этапе последующая конверсия углеводородов протекает через более медленные, чем окисление, процессы конверсии СО, C2H2 и CH4. Основным конвертирующим агентом при этом является H2O. В результате этих реакций существенно возрастает содержание H2 и СО в синтез-газе и при достаточном времени реакции достигается близкое к равновесному распределение продуктов.
Copyright (c) 2026 В.И. Савченко, А.В. Озерский, А.В. Никитин, И.В. Седов, В.С. Арутюнов https://creativecommons.org/licenses/by/4.0
Окислительная конверсия легких углеводородов как перспективное направление развития газохимии
Автотермические процессы окислительной конверсии природного и попутного газа являются одним из наиболее перспективных направлений развития современной газохимии. В работе кратко рассмотрены несколько перспективных направлений окислительной конверсии легких углеводородов с получением востребованных базовых продуктов. Наиболее близким к технологической реализации является процесс матричного риформинга, обеспечивающий получение универсального промежуточного продукта в виде синтез-газа. Наряду с этим другие направления окислительной конверсии также обладают значительным потенциалом и могут занять собственные технологические ниши. Это определяет актуальность дальнейших исследований, направленных на развитие научных основ окислительной конверсии углеводородных газов.
Copyright (c) 2026 В.С. Арутюнов https://creativecommons.org/licenses/by/4.0
Матричная конверсия метана: закономерности, преимущества и практические перспективы
Значительные запасы нетрадиционного природного газа в земной коре позволяют рассматривать его в долгосрочной перспективе не только как ключевой источник энергии, но и как экономически привлекательное сырье для производства широкого спектра базовых нефтехимических продуктов. Вместе с тем развитие газохимии в значительной степени ограничивается высокой технологической сложностью и энергоемкостью многостадийных процессов, необходимых для преобразования метана в термодинамически менее устойчивые соединения. В качестве одного из перспективных направлений преодоления указанных ограничений рассматривается технология автотермической матричной конверсии природного газа в синтез-газ и водород, основанная на внутренней рекуперации тепла продуктов реакции и реализуемая в режиме поверхностного горения. Такой подход позволяет повысить тепловую эффективность процесса и упростить его аппаратурное оформление. Предлагаемая технология реализована в нескольких демонстрационных установках производительностью до 10 нм3/ч по природному газу. Показано, что матричная конверсия эффективно протекает при давлениях до 2,5 МПа при использовании в качестве окислителя кислорода, воздуха, а также обогащенного кислородом воздуха. В настоящей работе рассмотрены основные физико-химические принципы матричной конверсии метана воздухом, обобщены достигнутые на сегодняшний день результаты и проанализированы наиболее перспективные направления ее практического применения.
Copyright (c) 2026 А.В. Никитин, А.В. Озерский, И.В. Седов, В.И. Савченко, В.С. Арутюнов https://creativecommons.org/licenses/by/4.0
Сопряженные процессы окисления легких углеводородов
В серии экспериментальных исследований процессов сопряженного окисления предельных и непредельных легких углеводородов показано их существенное взаимное влияние на кинетику процесса и выход продуктов. Установлено, что сопряженные процессы окисления смесей этилена с метаном повышают выход пропилена. Экспериментально и методом численного моделирования показано, что окисление смесей этилена с пропаном может служить источником прямого, некаталитического получения пропилена и оксидов олефинов непосредственно из пропана. При этом в процессе не расходуется относительно дорогой этилен. Сопряженное окисление этилена с n-бутаном позволяет повысить эффективность получения ряда оксигенатов.
Copyright (c) 2026 В.С. Арутюнов, М.Дж. Погосян, Н.М. Погосян, С.Д. Арсентьев, Л.Н. Стрекова https://creativecommons.org/licenses/by/4.0
Техносферная безопасность, нормирование плазменной газификации нефтесодержащих отходов: термодинамический и эксергетический анализ
Аккумуляция нефтесодержащих отходов (НСО) представляет собой одну из наиболее острых экологических проблем, которая приводит к нарушению биологического разнообразия, дисбалансу биоценозов и изменению химических и структурных показателей почвы, что ухудшает естественную регенерацию и аэрируемость, а также вызывает деградацию флоры и фауны. Важной задачей для научного сообщества является разработка эффективных методов утилизации НСО с акцентом на быструю реализацию и концепцию устойчивого развития. Одним из перспективных подходов является плазменная газификация НСО – технология, основанная на использовании плазмы для разложения и утилизации различных видов отходов. По сравнению с традиционными процессами утилизации отходов, их плазменная газификация сопряжена с высоким энергопотреблением и повышенными требованиями к квалификации персонала, эксплуатирующего плазменное оборудование. Внедрение плазменной технологии требует дальнейшего изучения и разработки нормативных регламентов, норм и стандартов в этой области. В статье рассмотрены аспекты техносферной безопасности и нормирования метода плазменной утилизации НСО посредством их газификации, включая вопросы охраны труда и экологической безопасности, а также пути минимизации возможных негативных факторов. Выполнены термодинамический и эксергетический анализ плазменной газификации НСО. Проанализирована международная нормативная документация, регулирующая использование плазменных технологий для утилизации НСО. Разработан алгоритм применения плазменных технологий при переработке НСО. Также апробирована технология плазменной утилизации смешанных НСО «мазутных ям» на территории Республики Башкортостан (Россия). Составлена принципиальная схема реализации процесса утилизации НСО в плазменном реакторе, произведен расчет необходимых устройств для реализации процесса, а также смоделированы термодинамические условия осуществления процесса плазменной газификации НСО с использованием программы TERRA. Представлены рекомендации по стандартизации плазменной утилизации НСО с точки зрения охраны труда и защиты окружающей среды.
Copyright (c) 2026 М.К. Нұғман, Е.В. Нафикова, А.Н. Елизариев, В.Е. Мессерле, А.Б. Устименко, О.А. Лаврищев, И.И. Ахияров, З.А. Мансуров, К.А. Умбеткалиев, С.К. Танирбергенова, Н.К. Жылыбаева, Д.А. Тугелбаева https://creativecommons.org/licenses/by/4.0
Влияние закиси азота на сверхпроводящие свойства композита YBCO, синтезированного методом твердофазного синтеза
В данной работе исследовано влияние закиси азота (N2O) на процесс получения высокотемпературного сверхпроводника YBCO методом твердофазного синтеза. Благодаря термическому разложению N2O с выделением кислорода данный газ рассматривали как альтернативный источник кислорода. Материал подвергали термообработке в атмосфере N2O в течение 8, 10 и 12 ч с последующей постоксигенацией в потоке O2. Фазовый состав и структура исследованы методами рентгенофазового анализа (XRD) и сканирующей электронной микроскопии (SEM), сверхпроводящие свойства – с помощью магнитных измерений на комплексе PPMS. Показано, что образцы, обработанные в течение 10 часов, характеризуются преобладанием фазы Y-123, более плотной микроструктурой, повышением температуры сверхпроводящего перехода до 91,8 K и выраженной диамагнитной реакцией. Полученные результаты подтверждают эффективность применения N2O в качестве альтернативного окислителя при синтезе высокотемпературных сверхпроводников.
Copyright (c) 2026 С. Төлендіұлы, С.М. Фоменко, Н.Т. Рахым, Ш.Д. Әсілхан, Б.А. Карибаев, Ә.Б. Совет, М.Т. Бекджанова, Қ. Болатжан https://creativecommons.org/licenses/by/4.0
Получение пористых углеродных сорбционных материалов на основе биосырья и исследование их физико-химических свойств
В работе разработан метод получения высокоэффективных пористых углеродных сорбционных материалов на основе сельскохозяйственных лигноцеллюлозных отходов и проведена комплексная оценка их физико-химических свойств. В качестве исходных материалов использовали рисовую шелуху (РШ), скорлупу грецкого ореха (ШГ), пшеничную солому (ПС) и сосновые опилки (СО), которые подвергали карбонизации. Химическую активацию полученных карбонизатов осуществляли гидроксидом калия в различных массовых соотношениях активатора и углеродной матрицы. Поверхностно-химическая активность сорбентов повышалась с помощью KOH. Морфология поверхности и элементный состав синтезированных материалов изучали с помощью сканирующей электронной микроскопии и энергодисперсионного анализа, а функциональные группы методом инфракрасной спектроскопии с преобразованием Фурье (ИК-спектроскопии). Установлено, что увеличение степени активации приводит к развитию иерархической пористой структуры с образованием микро-, мезо- и макропор, а также к увеличению количества кислородсодержащих и азотсодержащих функциональных групп на поверхности углеродных материалов. Наибольшая микропористость была достигнута при массовом соотношении KOH:углерод 4:1. Образовавшаяся функциональная структура способствует увеличению сорбционной способности материалов по отношению к токсичным загрязняющим веществам различной природы. Результаты подтверждают эффективность использования синтезированных углеродных сорбентов в качестве экологически безопасных и экономически эффективных материалов для очистки воздуха и воды.
Copyright (c) 2026 А.Р. Керимкулова, Е.Ж. Ермолданов, Н.М. Асанбек, М.К. Атаманов, А.Н. Жумагалиева, Г.Р. Нысанбаева, Т.С. Атаманова, А.Н. Сабитов, Е.О. Досжанов, Ж.М. Жандосов https://creativecommons.org/licenses/by/4.0
Cинтез графена на поверхность металлических токосъемников для электрохимических накопителей энергии в углеводородном пламени
Целью работы является отработка метода синтеза графена на металлическом токосъемнике в углеводородном пламени при атмосферных условиях. Известно, что слой графена на поверхности металлического токосъемника увеличивает электропроводность, химическую стойкость к электролитам, используемым в суперконденсаторах, и повышает удельную емкость за счет двойного электрического слоя углерода на основе графена. В работе впервые предложен и исследован метод синтеза графена в пламени при атмосферных условиях конкретно на металлическую поверхность токосъемника для повышения его эксплуатационных и электрохимических характеристик. Учитывая, что наноструктуры в пламени формируются практически мгновенно, за время от 105 до 103 секунд, то и процесс синтеза графена в пламени на металлическом токосъемнике происходит также за короткое время, что является большим преимуществом по сравнению с CVD-методом. Сделан вывод, что пламенный метод синтеза графена является перспективным для приложений, не требующих высококачественного графена, в частности, для электродов электрохимических накопителей энергии (суперконденсаторов, литий-ионных батарей).
Copyright (c) 2026 Ә.Ә. Әбдiсаттар, Н.Г. Приходько, М.А. Елеуов, Н.Б. Рахымжан, А.Б. Толынбеков, Н.К. Саитова, Қ. Асқарұлы, А.Т. Таурбеков https://creativecommons.org/licenses/by/4.0
Адсорбция препарата «Вольтарен» на пористых углеродных материалах в статических и динамических условиях
В статье исследована адсорбция диклофенака (чистой активной фармацевтической субстанции и в составе препарата «Вольтарен») на пористых углеродных материалах, полученных из рисовой шелухи методами химической активации (H3PO4, K2CO3, KOH), а также на синтетическом углероде из ксерогеля. В статических и динамических условиях проведена сравнительная оценка сорбционной емкости и кинетики процесса. Установлено, что образец, активированный KOH (SБЭТ = 2610 м2/г), обладает наибольшей микропористостью и демонстрирует максимальную адсорбционную емкость (до 956 мг/г в статике и до 1016 мг/г в колонке с неподвижным слоем). Кинетические данные хорошо описываются моделью псевдовторого порядка (R2 > 0,99), а динамическая адсорбция – моделью Томаса (R2 = 0,998), что позволяет прогнозировать эффективность сорбентов в проточных системах. Существенного влияния вспомогательных компонентов лекарственной формы на процесс сорбции не выявлено. Установленные закономерности указывают на преимущественное взаимодействие молекулы диклофенака с микропористой углеродной матрицей посредством π–π-взаимодействий и электростатических эффектов. Полученные результаты подтверждают перспективность щелочно-активированных углеродных материалов на основе биомассы для разработки эффективных энтеросорбентов при интоксикациях нестероидными противовоспалительными препаратами.
Copyright (c) 2026 Ж.М. Жандосов, А.Ж. Байменов, А.Н. Сабитов, Е.О. Досжанов, Д.И. Ченчик, А.Р. Керимкулова, Н.К. Жылыбаева, З.А. Мансуров https://creativecommons.org/licenses/by/4.0
Улучшение деформационно-прочностных характеристик битума модифицированием микропорошками кокса
Внедрение новых технологий при получении битумов с применением модификаторов на основе углеродных материалов позволяет улучшить их качество. Одним из таких модификаторов является кокс нефтяного или каменноугольного происхождения. Целью работы является улучшение деформационно-прочностных характеристик нефтяного дорожного битума БНД 100/130 путем его модифицирования микропорошками кокса. В работе проведено механохимическое измельчение образцов каменноугольного кокса месторождения Шубарколь и нефтяного кокса производства ТОО «Павлодарский нефтехимический завод» и установлено влияние полученных микропорошков кокса на деформационно-прочностные показатели нефтяного битума. Оценка усталостной прочности модифицированных битумных вяжущих материалов проводилась по методике линейного амплитудного сканирования, основанной на модели непрерывного вязкоупругого разрушения. Битум с 0,5 мас.% нефтяного микрококса может использоваться в условиях с высокими кратковременными нагрузками, но не рекомендуется для эксплуатации при длительных циклических воздействиях. Битум с 0,5 мас.% каменноугольного микрококса сохраняет структуру лучше при больших деформациях, однако уступает в прочности, подходит для эластичных условий эксплуатации. Битум с 1 мас.% нефтяного микрококса обладает оптимальным соотношением прочности и устойчивости к разрушению, поэтому наиболее перспективен для долговечных дорожных покрытий.
деформационно-прочностные характеристики
Copyright (c) 2026 Е.К. Онгарбаев, А.Б. Жамболова, А.Р. Кенжегалиева, Д.Б. Әбдіхан, Ә.Ж. Қалыбеков https://creativecommons.org/licenses/by/4.0
Гидрирование модельного ароматического углеводорода на никель-молибденовых катализаторах на основе мезопористых материалов
В работе исследованы бифункциональные никель-молибденовые катализаторы на основе мезопористых алюмосиликатов Al–HMS с различными соотношениями Si/Al в реакции гидрировании модельного ароматического углеводорода. Мезопористые алюмосиликаты синтезированы темплатным способом, а их структурные, текстурные и кислотные свойства охарактеризованы методами рентгеновской дифракции, низкотемпературной адсорбции-десорбции азота, термопрограммируемой десорбции аммиака и атомно-эмиссионной спектроскопии с индуктивно связанной плазмой. Показано, что увеличение содержания алюминия в каркасе Al–HMS приводит к росту кислотности материалов. Каталитические испытания проводили в реакции гидрировании 2-метилнафталина в модельной смеси с н-гексадеканом при температурах 220-300 °С и давлении водорода 6 МПа. Установлено, что повышение температуры способствует увеличению степени конверсии, тогда как рост соотношения Si/Al приводит к ее снижению вследствие уменьшения концентрации кислотных центров. Максимальная каталитическая эффективность достигнута на катализаторе Ni–Mo–Al–HMS(10)–H-бентонит при температуре 240 °С и времени реакции 5 ч, обеспечивая конверсию 97% и селективность по целевому продукту 2-метилдекалину 93%. Полученные результаты подтверждают перспективность мезопористых алюмосиликатов в качестве носителей для процессов гидрирования.
Copyright (c) 2026 А.К. Абдрасилова, Г.К. Василина, К.М. Абдильдина, Т.С. Абильдин https://creativecommons.org/licenses/by/4.0
Бор-легированный LiCoPO4 как высоковольтный катод для литий-ионных аккумуляторов
Целью данной работы является исследование влияния легирования бором на катодный материал LiCoPO4 (LCP) с акцентом на проводимость и межфазные процессы. Исходный и легированный бором LCP синтезированы двухстадийным твердофазным методом. Методы рентгенофазового анализа и электронной микроскопии подтвердили фазовую чистоту, искажение кристаллической решетки и уменьшение размера частиц в легированном образце. Электрохимическая импедансная спектроскопия показала улучшение диффузии литий-ионов, повышение кулоновской эффективности (до ~75% по сравнению с ~65%) и умеренное сохранение емкости для легированного образца (~60 мА·ч·г-1 после 20 циклов) по сравнению с исходным LCP. Полученные результаты показывают, что легирование бором эффективно повышает проводимость и снижает межфазные ограничения в LCP, представляя собой перспективную, но пока предварительную стратегию для разработки высоковольтных катодных материалов для литий-ионных аккумуляторов.
Copyright (c) 2026 А. Абильхан, В. Волобуева, С. Тугельбай, Д. Батырбекулы, Ф. Султанов, Н. Умиров, Б. Татыкаев https://creativecommons.org/licenses/by/4.0
Получение и кинетический анализ термического разложения координационного комплекса на основе меди
В данной работе представлены результаты получения и исследования термического разложения координационного комплекса нитрата тетраамминмеди (TACN). На основе снимков сканирующей электронной микроскопии (СЭМ) исследована морфологическая структура полученных кристаллов. С помощью дифрактометра проанализированы размеры кристаллитов. Средний размер кристаллитов, рассчитанный по формуле Дебая-Шеррера, для наиболее интенсивного пика на дифрактограмме, составляет 37 нм. По результатам термогравиметрического анализа (DTG) установлено, что потеря массы начинается при температуре около 170 °C, а основное разложение происходит при температуре 237 °C. Газовыделение фиксируется в диапазоне температур 170-275 °C.
Copyright (c) 2025 https://creativecommons.org/licenses/by/4.0
Извлечение никеля, кобальта и марганца из отработанных катодов NMC методом выщелачивания малоновой кислотой
Настоящее исследование рассматривает возможность использования малоновой кислоты в качестве самостоятельного выщелачивающего агента для извлечения никеля, кобальта и марганца из катодной массы типа NMC без добавления внешних восстановителей. Проведена систематическая оптимизация параметров процесса выщелачивания, включая концентрацию кислоты, температуру, соотношение твердой и жидкой фаз и время контакта. Установлено, что оптимальные условия процесса составляют: концентрация малоновой кислоты 2 М, соотношение твердое/жидкое 20 г/л, температура 60 °C и время контакта 80-90 мин. При этих параметрах достигаются степени извлечения 98% для никеля, 97% для марганца и 93% для кобальта. Повышение температуры выше 60 °C приводит к снижению эффективности вследствие термического декарбоксилирования малоновой кислоты. Добавление перекиси водорода при оптимальных условиях не улучшает, а наоборот снижает эффективность извлечения. Высокая эффективность обусловлена двойной функцией малоновой кислоты, которая одновременно выступает агентом кислотного разрушения оксидной решетки и хелатирующим лигандом, стабилизирующим ионы металлов в растворе.
Copyright (c) 2025 А.А. Елагина, А.А. Стародубцева, Т.В. Кан, С.Д. Мәлік, Я.С. Жигаленок, Ф.И. Мальчик https://creativecommons.org/licenses/by/4.0
Сорбционные свойства и кинетика адсорбции ионов Cd²⁺ на оксиде кремния, полученном из рисовой шелухи
В данном исследовании сравнительно проанализирована эффективность адсорбции и структурные особенности сорбентов диоксида кремния (SiO₂), полученных из рисовой шелухи, при удалении ионов Cd²⁺. В работе использованы два типа сорбентов: образец SiO₂ (650), полученный термическим методом, и очищенный образец SiO₂ чистый (650), синтезированный с применением щелочно-осадительной технологии. По результатам элементного анализа образец, полученный термическим методом, содержал 85,7% SiO₂, а при очистке методом щелочного осаждения – 100% SiO₂. Экспериментальные результаты показали, что сорбционная емкость SiO₂ (650) составляет 7,38 мг/г, тогда как у SiO₂ чистый (650) данный показатель достигает 7,46 мг/г. Оба сорбента достигали равновесия в течение 10-30 мин, при этом степень удаления кадмия составила соответственно 96,7% и 97,7%. Кинетический анализ установил, что процесс адсорбции Cd²⁺ полностью соответствует модели псевдо-второго порядка (R² > 0,999), что подтверждает преобладание хемосорбционного механизма. Полученные данные демонстрируют, что высокая эффективность SiO₂ чистый (650) связана с большим количеством активных центров. В целом сорбенты на основе рисовой шелухи являются экологически безопасными, доступными и экономически эффективными материалами для очистки сточных вод от тяжёлых металлов. Результаты исследования могут служить основой для дальнейшего совершенствования структуры сорбентов и расширения их промышленного применения.
Исследование технологии получения углепластиковых корпусов малогабаритных твердотопливных ракетных двигателей
Статья посвящена исследованию технологии изготовления углепластиковых корпусов малогабаритных твердотопливных ракетных двигателей. Основное внимание уделено подбору оптимального эпоксидного связующего и технологических параметров, обеспечивающих высокие механические характеристики композиционного материала. Рассмотрены три эпоксидные системы ─ «Epikote LR 285 + Epikure LH287», «Kumho KER-828 + ZT 143», ЭД-20 + Этал Инжект. Проведен подбор оптимальных соотношений смола/отвердитель на основе механических испытаний образцов на растяжение, изгиб. Наилучшие прочностные показатели как для чистого связующего (94 МПа), так и для армированного углепластика (1230 МПа на растяжение) показала система ЭД-20/Этал Инжект при соотношении 100/20. Отработана технологическая схема изготовления корпуса методом намотки углеродного ровинга, пропитанного эпоксидной смолой. Намотка произведена с чередованием углов укладки (0°, 45°, 90°) углеродного волокна для обеспечения изотропии механических свойств. Изучено влияние угла намотки и процентного массового содержания углеродного волокна в композите (50-70%) на прочность. Оптимальный результат достигнут при содержании 70% волокна: 660 МПа на осевое растяжение и 645 МПа на кольцевое растяжение. Изготовлены и испытаны образцы углепластиковых корпусов с толщиной стенки 3 мм. Проведены гидростатические и огневые испытания корпуса. При рабочем давлении двигателя 33 бар корпус показал устойчивую работу без разрушения. Результаты подтверждают высокую прочность, герметичность углепластиковой конструкции, что делает данную технологию перспективной для использования в малогабаритных ракетных системах.
Огневые испытания материалов сопла ракетного двигателя
В данной статье представлены результаты исследований материалов, используемых в сопловой части ракетного двигателя. В ходе исследования проанализированы свойства высокопрочных металлических сплавов, жаропрочных и теплоизоляционных материалов. Проведен обзор материалов, рассматриваемых для применения в конструкциях сопел. Для экспериментальных исследований были выбраны три различных материала: конструкционная сталь 30ХГСА, текстолит (марки А) и прессованный графит. Для оценки термостойкости и эрозионной стойкости указанных материалов были проведены огневые испытания на стенде двигателя калибра 70 мм. В результате испытаний определен уровень эрозионного износа в различных зонах сопла: конфузорном, критическом и диффузорном сечениях. Для этого контролировалось изменение геометрических размеров (диаметра и углов) деталей сопла. Наибольшую термостойкость и эрозионную стойкость в критической зоне показал графитовый материал. В то время как стальные материалы эффективны с точки зрения механической прочности, текстолит пригоден для использования в качестве теплоизолятора, однако установлено, что он подвержен значительному износу под воздействием высоких температур. В целом, результаты проведенных исследований могут рассматриваться как научно-практическая основа для проектирования и выбора материалов для сопловых блоков ракетных двигателей. В работе сформулированы рекомендации по оптимальному выбору материалов для твердотопливных ракетных двигателей малого и среднего калибра.
Синергетическое влияние гибридных электролитов Li+–Zn2+ на подавление коррозии и электрохимические характеристики водных аккумуляторов ZnǁLiFePO4
Водные цинк-ионные аккумуляторы (AZIB) являются перспективными для безопасного и устойчивого хранения энергии. Однако нестабильность цинкового анода ─ образование дендритов, выделение водорода и коррозия ─ ограничивает долгосрочную производительность. В этом исследовании изучаются гибридные электролиты с различным соотношением Zn2+ и Li+. Электролит 1 M ZnSO4 + 1 M Li2SO4 продемонстрировал самую низкую плотность тока коррозии (0,00026 мА·см-2), сниженное сопротивление переносу заряда (Rct = 8,91 Ом) и стабильную производительность циклирования (135-158 мАч/г за 50 циклов). Электрохимический и морфологический анализы подтвердили равномерное осаждение Zn без дендритов. Эти результаты подчеркивают синергетический эффект гибридных электролитов Li+–Zn2+ в повышении производительности AZIB.