Pitch-based carbon fibers: preparation and applications

Attention to carbon fiber (CF) conditioned by their unique physicochemical, mechanical and electrical properties, which makes them in demand in various fields of activity. Today there are several kinds of carbon fibers, most of which (about 90%) are made of polyacrylonitrile (PAN). Despite the fact that carbon fibers are produced from several types of different precursors, their widespread commercial use is limited by the high cost of the product. Has, many research and engineering group seek to reduce the cost of production by using cheap carbon raw materials. A likely solution to this problem is the exploitation of coal, petroleum and coal tar as an effective progenitor for CF production. This review discusses neoteric accomplishment in CF synthesis using various carbon pitches. The possibility of obtaining carbon fibers based on resin with the addition of PAN is presented, and the prospects for their use in energy storage systems and various reinforced composite materials are described in detail.

Получение высокопористого каолина путем термической и кислотной активации

Казахстанский каолин характеризуется высокой химической, термической и механической стабильностью, и является экологически безопасным и дешевым отечественным глинистым минералом. Однако удельная поверхность природного каолина не превышает 17-20 м2/г и поэтому целесообразно его модифицировать с целью улучшения поверхностных и адсорбционных характеристик. Разработан способ получения высокопористого носителя на основе Казахстанского каолина. Каолин предварительно подвергают кислотной активации 10% фосфорной кислотой при 90-100 оС и дальнейшей термической модификацией при 500 оС с целью увеличения удельной поверхности. Для получения высокопористого каолина был использован метод Штобера, который основан на гидролизе алкоксидов кремния в водно-спиртовой среде. Образцы каолина, после кислотной модификации, обрабатывали олигосиликатом при соотношении весовых частей модифицированный каолин:органический полимер:тетраэтоксилан, равном 1:1:3 до получения однородной массы с последующей термоактивацией при 550 оС. В качестве органического полимера для реакции гидролиза тетраэтоксилана использовали полиэтиленгликоль в 4000 г/моль. Удельная поверхность модифицированного каолина увеличивается практически с 13,453 до 616,831 м2/г.Полученный композитный материал может быть использован: как платформа для получения нанокатализаторов в химической технологии, как высокопористый сорбент для концентрирования, извлечения и обезвреживания ионов токсичных и радиоактивных металлов из промышленных сточных вод, и как носитель для лекарственных веществ в фармацевтической отрасли.

Получение огнеупоров из высокохромистых отходов ферросплавного производства

Отходы металлургической промышленности содержат ценные минеральные компоненты, которые могут служить сырьем для создания материалов для многих отраслей различных направлений производства. Феррохромовые отходы – это материалы, состоящие из оксидов хрома, кремния, алюминия, железа, кальция, которые в процессе переработки хромитовых руд, в результате плавления соединяются в тугоплавкие и низкоплавкие многокомпонентные оксидные системы переменного состава. Одним из направлений их использования является получение огнеупоров многофункционального назначения: для блочной и кирпичной футеровки тепловых агрегатов, различных мертелей, обмазок, торкрет-масс – путем применения низкохромистых отходов (шлаки, Recikling-отходы) и высокохромистых – кеки (шламы) и пыли рукавных фильтров (ХШП-01).В статье рассматриваются вопросы применения высокохромистых отходов ферросплавного производства АО «Актюбинский завод ферросплавов» (кеки, ХШП-01) переменного фазового и минерального состава при комбинировании их с огнеупорным магнезитовым, шамотным ломом и другими добавками. В результате исследования разработана технология получения изделий с высокой огнеупорностью 1750-1780 oС и прочностью 23,35 – 36,98 МПа

Нановолокнистые биоразлагаемые каркасы как эффективная система доставки лекарственных средств

В этой статье рассматривается синтез биосовместимых волокнистых каркасов с противомикробными свойствами на основе поликапролактона/гидроксиапатита/амоксициллина, а также изучение морфологии поверхности, противомикробного действия и степени высвобождения лекарственных средств. Гидроксиапатит (1-2 мкм, 97%), синтезированный из биологически отходного материала (яичной скорлупы), добавлялся в композитные каркасы в качестве материала для замещения кости. Оценены противомикробные свойства каркасов против S.aureus и E.faecalis. Каркасы отличились устойчивым высвобождением лекарственного средства из каркасов, которое составляло около 94% от общего веса антибиотика в течение 4-недельного срока наблюдения. Метод диффузии в агар подтвердила противомикробные свойства каркасов против конкретных бактерий.

One-stage synthesis of 1,1-diethoxyethane from ethanol using copper-containing catalysts

The conversion of ethanol on low-percentage copper-containing catalysts at temperatures of 300 oC and 350 oC was studied. γ-Al2O3, SiO2 and HZSM-5 were studied as the carrier of the active phase. It is shown that the main direction of ethanol conversion on low-percentage copper-containing catalysts is its dehydrogenation and subsequent conversion of the resulting products into 1,1-diethoxyethane. Among the studied catalysts (1 wt.% CuO/Al2O3, 1 wt.% CuO/SiO2 and 1 wt.% CuO/ HZSM-5 the most active in the production of 1,1-diethoxyethane was 1 wt.% CuO/Al2O3, modification of it with cerium oxide led to an increase in its activity in the formation of 1,1-diethoxyethane, at the reaction temperature of 350 oС, the yield of the target product was 27 vol.%. The results showed that the modification of CuO/Al2O3 leads to an increase in the catalytic activity of the sample.

Термодинамический анализ получения СВС-композиционных материалов на основе карбида бора

В данной работе исследована вероятность получения композиционных материалов на основе карбида бора методом самораспространяющегося высокотемпературного синтеза (СВС) в системе В2О3–Al–С. Термодинамические расчеты процессов СВС проводятся с целью определения температуры горения в адиабатических условиях, когда отсутствуют теплопотери и равновесного состава продуктов горения. С помощью программы FactSage проведены термодинамические расчеты равновесного фазового состава конечных продуктов СВС и адиабатической температуры горения системы В2О3–Al–С в зависимости от начальной температуры СВС, исходного состава компонентов исследуемых систем. В результате проведенных расчетов были определены оптимальные условия СВС-процесса для получения наибольшего количества карбида бора в композиционном материале. По результатам термодинамического анализа показана возможность получения методом СВС композиционных материалов на основе карбида бора и корунда в В2О3–Al–С при начальной температуре СВС, равной 700 оC.

Влияние взаимодействия комонентов в никель-кобальтовых катализаторах на их активность в разложении метана

Исследована активность нанесенных на носитель γ-Al2O3 низкопроцентных монометаллических и биметаллического катализаторов в разложении метана. Определено, что биметаллический (Ni-Co/γ-Al2O3) катализатор более активен, чем монометаллические (Ni/γ-Al2O3, Co/γ-Al2O3). Наибольшая конверсия метана, и наибольшее количество нитевидного углерода наблюдались на биметаллическом катализаторе. Комплексом методов сканирующей электронной микроскопии, рентгенофазового анализа, термопрограммируемого восстановления водородом установлено, что добавление оксида кобальта в состав Ni/γ-Al2O3 приводит к образованию поверхностных биметаллических сплавов Ni-Co. Образование сплавов способствуют облегчению восстанавливаемости катализатора, обеспечивает рост концентрации активных центров. Данные изменения положительно влияют на активность биметаллического катализатора.

Влияние механохимической активации на состав, свойства и структуру шунгитовых пород

В работе изучено влияние механохимической активации на состав, свойства и структуру шунгитовых пород месторождения Коксу. Использование наноструктурированного порошка шунгита в сорбентах может привести к улучшению их сорбционных свойств. В результате механохимической активации в образцах шунгитовых пород карбонатного и сланцевого происхождения уменьшается массовая доля углерода, массовая доля кремния увеличивается. В составе пород также увеличивается содержание кислорода, алюминия и железа, что способствует улучшению сорбционных свойств шунгита. Механохимическая активация привела к увеличению удельной поверхности, удельного объема и размера пор образцов. В результате механохимической активации образцов шунгита происходит изменение поверхностной структуры материала, при этом получаются углеродные материалы с более развитой поверхностной структурой и повышенной пористостью.

Супергидрофобные материалы и покрытия: обзор

Способность супергидрофобных поверхностей оставаться сухими, самоочищаться и избегать биообрастания является привлекательной для применения в стройтельстве, сельскохозяйстве и т.п. Приобретенная поверхность имеет уменьшенную площадь контакта между подложкой и жидкостью, из-за чего капли жидкости будут легко скатываться с поверхности. Благодаря этой возможности к скатыванию такая высоко отталкивающая поверхность обладает свойством самоочищения. В данной статье представлен обзор работ автора по получению наноматериалов в пламени, созданию супергидрофобного песка на основе порошка, полученного при сжигании силиконовых отходов, созданию антиобледенительных покрытий, исследованию влияния гидрофобного песка на рост растений, созданию лакокрасочных покрытий на основе гидрофобной сажи.

LOCALIZATION OF EXPLOSION PULSES IN A CLOSED SPACE IN COAL MINES

The data on the prospect of using an artificial high pressure water barrier as a method of localizing the explosion impulse in the confined space of tunnels and mines are presented. The explosion impulse and the process of its decay in interaction with water fog have been studied. In the course of field research, an explosion was simulated in the shock installation, and a method for its localization was developed using four water screens (barriers). The water screen was created using a system of ring-shaped water distribution headers with high pressure nozzles installed in a circle. Hexogen was used as an explosive. Experiments on localization of explosions were carried out on the base of the "Grigol Tsulukidze Mining Institute of Georgia" in Tbilisi, Georgia, together with the research group of the Faculty of Chemistry and Chemical Technology of al Farabi Kazakh National University and the Institute of Combustion Problems. The influence of the water barrier on the process of shock wave attenuation at 3 points of overvoltage of the section is established. The test results showed that the average values of the overpressure in the three sections were reduced by 38.8%, 26.67% and 19.2%, respectively. The action of the shock wave occurs according to an exponential function, and all other wave changes along any other trajectory on the plane of h – t change are described by a single time dependence.