Синтез адсорбентов и катализаторов на основе модифицированного вермикулита для очистки растворов от высокотоксичных соединений тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 00.00.00, кандидат наук Мельников Антон Андреевич

• Мельников Антон Андреевич
• кандидат наук
• 2023

Оглавление диссертации кандидат наук Мельников Антон Андреевич

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

1.1.Природные минералы и их промышленное применение в адсорбционных и каталитических процессах

1.2.Перспективы применения вермикулита при синтезе сорбционных и каталитических систем

1.3.Структура и свойства вермикулита

1.4.Способы модификации вермикулита

1.4.1.Химическое модифицирование

1.4.2.Термическое модифицирование

1.4.3.Механохимические методы обработки

1.4.4.Ультразвуковая обработка

1.4.5.Обработка СВЧ-излучением

1.4.6.Плазмохимическая обработка

1.5.Выводы и постановка задачи исследования

ГЛАВА 2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

2.1.Препараты и реактивы. Методики приготовления образцов

2.2.Приборы и методы исследования

ГЛАВА 3. ВЛИЯНИЕ МЕХАНОХИМИЧЕСКОЙ / ПЛАЗМОХИМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ НА СТРУКТУРУ И

СВОЙСТВА ВЕРМИКУЛИТА

3.1. Исследование влияния процесса механохимической активации на структуру вермикулита

3.2. Исследование влияния процесса плазмохимической обработки на структуру механохимически активированного вермикулита

Заключение к главе

ГЛАВА 4. СОРБЦИОННЫЕ СВОЙСТВА АДСОРБЦИОННО-КАТАЛИТИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ НА ОСНОВЕ МОДИФИЦИРОВАННОГО ВЕРМИКУЛИТА

4.1. Физико-химические свойства механохимически активированного вермикулитового сорбента

4.2. Сорбционные и каталитические свойства механохимически

активированного вермикулитового сорбента

Заключение к главе

ГЛАВА 5. МЕХАНОХИМИЧЕСКАЯ ТЕХНОЛОГИЯ ПРОИЗВОДСТВА СОРБЕНТОВ И КАТАЛИТИЧЕСКИХ СИСТЕМ

НА ОСНОВЕ ВЕРМИКУЛИТА

Заключение к главе

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

Приложение А

Приложение Б

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ И УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ

АУ - активированный уголь

ДБР - диэлектрический барьерный разряд

ДХФ - дихлорфенол

ЗПЯ - заряд элементарной полуячейки ядра ЗС - заряд слоя

ИКС - инфракрасная спектроскопия

КЕ - катионообменная емкость

КК - карбоновые кислоты

МД - величина микродеформаций

ММ - монтмориллонит

МХА - механохимическая активация

НТП - низкотемпературная плазма

ОКР - область когерентного рассеяния

ПАМ - природный алюмосиликатный минерал

ПХО - плазмохимическая обработка

РСА - рентгеноструктурный анализ

РФА - рентгенофазовый анализ

СПКП - совмещенные плазменно-каталитические процессы

СТА - синхронно-термический анализ

СЭМ - сканирующая электронная микроскопия

СВЧ - сверхвысокие частоты

ТПД - термопрограммируемая десорбция

ТМ - твердый металл

УЗО - ультразвуковая обработка

ХФ - хлорированный фенол

ЭС - электронная спектроскопия

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность работы и степень проработанности исследования.

В химической промышленности РФ, в частности отраслях газо- и нефтепереработки, наблюдается комплекс проблем, обусловленных жесткими нормативными требованиями к экологической составляющей производств, в том числе очистке сточных вод от загрязняющих веществ.

На данный момент для обеспечения требуемой степени очистки жидких сред от органических соединений используют сорбцию, катализ, биохимический и электрохимический способы, а также комбинацию этих методов. Выбор материалов для сорбционных и каталитических методов очистки жидких сред определяется развитой пористой структурой, количеством поверхностных активных центров, прочностью контактов в агрегатах и агломератах частиц и т.д. Наиболее часто в системах очистки используют алюмосиликаты различного состава и происхождения. Это связано с их распространённостью в природе и, экономической доступностью, сорбционными и ионообменными свойствами, а также хорошей формуемостью. Высокие сорбционные характеристики природных алюмосиликатов достигаются вследствие модифицирования их поверхности. Перспективным материалом из группы алюмосиликатов является вермикулит -слоистый алюмосиликат из группы гидрослюд. Вермикулит в ходе модификации способен изменять гидратационные состояния межслоевого пространства, что обеспечивает высокие показатели химической стабильности и катионообменной емкости. Подходящими способами модифицирования структуры минералов, повышающими их реакционную способность и характеризующимися экологической чистотой, являются механохимическая активация и плазмохимическая обработка.

Актуальность работы заключается в разработке новых методов и подходов в области направленного синтеза высокоэффективных адсорбционных и каталитических систем на основе вермикулита, обладающих повышенными

эколого-экономическими показателями, за счет возможности варьирования состава, управления текстурой и структурой.

В современной зарубежной и российской научной литературе представлен широкий спектр исследований в области модификации поверхности вермикулита, приводящей к улучшению его адсорбционных и каталитических характеристик. Основной акцент в обосновании механизма, приводящего к изменению адсорбционной способности материала, направлен на влияние вводимого в структуру модификатора. Зачастую ионообменными свойствами и характеристиками самого вермикулита пренебрегают и рассматривают его лишь в качестве носителя. Это не позволяет сформировать единый научный подход к объяснению механизмов, протекающих при модификации вермикулита, а также препятствует выявлению основных параметров процесса, влияющих на адсорбционную и каталитическую способность материалов. Обоснование системности в методологии и подходах, применяемых в данной области, являются актуальной темой диссертационного исследования.

Цель работы. Разработка высокоэффективных адсорбентов и катализаторов на основе вермикулита путем направленного синтеза образцов с заданными функциональными свойствами, используемых в процессах очистки водных растворов от органических соединений.

Для достижения поставленной цели в работе сформулированы и решены следующие задачи:

- проведение экспериментальных исследований, направленных на выявление основных закономерностей процессов активации адсорбционных и каталитических систем на основе вермикулита, протекающих при механохимической активации и плазмохимической обработке;

- установление механизмов фазовых и структурных превращений, протекающих при механохимической активации вермикулита;

- изучение физико-химических свойств синтезированных адсорбционных и каталитических систем;

- исследование эксплуатационных характеристик синтезированных адсорбционных и каталитических систем, в том числе установление кинетических закономерностей для процессов очистки растворов от нефтепродуктов и 2,4-дихлорфенола;

- разработка технических и технологических вермикулитовых адсорбционных и каталитических систем, полученных путем механохимической и плазмохимической обработки.

Научная новизна.

С использованием механохимической активации и плазмохимической обработки установлены физико-химические закономерности получения гранулированных адсорбционных и каталитических систем на основе вермикулита, применяемых в процессах очистки водных растворов от высокотоксичных органических соединений. Данное исследование включает комплексный анализ и установление влияния различных факторов (время активации, подводимая энергия, температура прокаливания, характер газовой среды) и способов их варьирования на получение адсорбционных и каталитических систем на основе вермикулита. Используемые методы позволяют целенаправленно регулировать их структуру и прогнозировать сорбционные и каталитические свойства.

Впервые указано, что в процессе механического воздействия на слоистые структуры протекают процессы, связанные с диспергированием, расслоением слюдяного пакета и дегидратацией, приводящей к формированию однослойных или двухслойных гидратных состояний. При этом объем гидратной воды в вермикулите изменяется пропорционально количеству подведенной энергии, а от числа межплоскостных водных слоев зависят сорбционные характеристики адсорбционных и каталитических систем.

Доказано, что механохимическая активация, осуществленная совместно с плазмохимической обработкой вермикулита, влияет не только на фазовую структуру вермикулита, но и существенно изменяет его физико-химические свойства, способствуя увеличению концентрации кислотно-основных центров на поверхности. Механохимическое воздействие объясняется движением дислокаций, выходом их на поверхность и аннигиляцией вследствие упругого деформирования кристаллитов исходного вермикулита. Применение плазмохимической активации после механохимической обработки снижает удельную поверхность образцов, что связано с обгаром и спеканием поверхности при повышенных температурах, формирующихся в разрядной зоне при высоком напряжении (поверхность получается более гладкой). Обработка в плазме приводит к увеличению кажущейся свободной поверхностной энергии образцов за счет формирования новых функциональных групп.

Теоретическая и практическая значимость.

Предложены схемы синтеза гранулированных адсорбционных и каталитических систем, которые могут эффективно использоваться в системах очистки сточных вод и выбросов загрязняющих веществ. Эти схемы позволяют сократить количество и длительность технологических стадий, тем самым существенно повысить экологическую и экономическую составляющие в сравнении с классическими методами синтеза.

Установлено, что изменение базального расстояния, классифицируемое различными фазами перехода гидратных состояний вермикулита, происходит за счет подведения механического импульса ударно-сдвигового типа, в результате чего происходит накопление микродеформаций в кристаллической решетке вермикулита, перераспределение соотношения физически связанной и межплоскостной воды.

Использование механохимической активации совместно с плазмохимической обработкой при синтезе гранулированных адсорбционных и каталитических

систем на основе вермикулита и диоксида циркония позволяет получать образцы с развитой пористой структурой и высокими показателями сорбционной емкости, каталитической активности, прочности.

Выявлена высокая эффективность полученных гранулированных адсорбционных и каталитических систем на основе вермикулита и диоксида циркония в процессах очистки водных растворов от нефтепродуктов и 2,4-дихлорфенола, при этом процесс адсорбции на модифицированном вермикулите протекает в объеме энергетически неоднородного пористого адсорбента по конкурентному механизму.

Диссертационная работа соответствует перечню критических технологий Российской Федерации (Указ Президента РФ от 7 июля 2011 г. № 899): технологии получения и обработки функциональных наноматериалов. Работа выполнена в рамках исследований лаборатории синтеза, исследований и испытания каталитических и адсорбционных систем для процессов переработки углеводородного сырья (организована в рамках конкурсного отбора Минобрнауки на 2020-2023 г.г., тема № FZZW-2020-0010) и отвечает приоритетному направлению развития науки ИГХТУ «Теория, практика и технология гетерогенных, гетерогенно-каталитических, плазмохимических и электрохимических процессов, гальванотехники и обработки поверхности».

Методология и методы исследования.

Методология исследования структуры, адсорбционных, каталитических и кислотно-основных свойств системы базировалась на принципе использования комплексного подхода к выбору методов, взаимно дополняющих друг друга. Физико-химические свойства полученных адсорбционных и каталитических систем исследовались с использованием энергодисперсионного, рентгенофазового и рентгеноструктурного анализа, Фурье-спектроскопии, синхронного термического анализа, методов низкотемпературной десорбции и сканирующей электронной микроскопии, термопрограммируемой десорбции для

определения кислотных и основных центров с помощью десорбированных газов МНз и С02. Для исследования кинетики сорбции и процессов разложения нефтепродуктов и 2,4-дихлорфенола использовались газовая и жидкостная хроматография, спектрофотометрические, флуоресцентные и

потенциометрические методы, а также другие химические и физико-химические методы анализа.

Основные положения, выносимые на защиту:

1) использование комплексного подхода для исследования процессов синтеза адсорбционных и каталитических систем, основанного на применении механохимической активации как индивидуально, так и совместно с плазмохимической обработкой, приводящих к формированию образцов с высокими показателями сорбционной емкости, каталитической активности, прочностными характеристиками, развитыми кислотно-основными свойствами поверхности;

2) закономерности механохимического синтеза совместно с плазмохимической активацией адсорбционных и каталитических систем на основе природного вермикулита и введенного промотора в виде диоксида циркония;

3) результаты влияния физико-химических методов воздействия на свойства синтезированных адсорбционных и каталитических систем;

4) принципы организации производства гранулированных адсорбционных и каталитических систем на основе вермикулита с использованием методов механохимической активации и плазмохимической обработки.

Достоверность полученных результатов основывается на применении современных физико-химических методов исследования, поверенных приборов, воспроизводимости экспериментальных данных, отсутствии противоречий с известными данными и подтверждается публикациями основных положений

диссертации в рецензируемых научных изданиях, входящих в международные базы данных.

Личный вклад автора заключается в анализе данных литературы, выборе объектов исследования, разработке экспериментальных установок, проведении исследований, выполнении расчетов и обработке результатов. Постановка цели и задач исследований, анализ и интерпретация полученных результатов, формулирование основных выводов диссертационной работы осуществлялись совместно с научным руководителем.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Синтез адсорбентов и катализаторов на основе модифицированного вермикулита для очистки растворов от высокотоксичных соединений»

Апробация работы.

Результаты работы докладывались и обсуждались: на V Всероссийской конференции «Химия и химическая технология: достижения и перспективы» (г. Кемерово, 2020 г.); I расширенном научном семинаре «Адсорбция, катализ, химия поверхности» (г. Иваново, 2021 г.); республиканской научно-практической конференции с международным участием ученых на тему: «Актуальные проблемы химической технологии» (г. Москва, 2021 г.); международной научной конференции студентов, аспирантов и молодых учёных «Ломоносов-2021» (г. Москва, 2021 г.); XIX Всероссийской конференции-конкурса студентов и аспирантов «Актуальные проблемы недропользования» (г. Санкт-Петербург, 2021 г.); Всероссийской Школе-конференции молодых ученых «Фундаментальные науки - специалисту нового времени» (г. Иваново, 2021, 2022 г.); V Всероссийской научной конференции (с международным участием) «Актуальные проблемы теории и практики гетерогенных катализаторов и адсорбентов» (г. Иваново - Плёс, 2021 г.); IV Российском конгрессе по катализу «РОСКАТАЛИЗ» (г. Казань , 2021 г.); II расширенном научном семинаре «Адсорбция, катализ, химия поверхности» (г. Иваново, 2021 г.); VI Всероссийском научном симпозиуме «Физикохимия поверхностных явлений адсорбции» (Ивановская обл., г. Плёс, 2022 г.).

Публикации по результатам исследования.

По теме диссертации опубликовано 19 работ, из них 4 статьи в журналах из перечня рецензируемых научных изданий (3 - в базах Web of Science и Scopus), 15 тезисов докладов на конференциях Международного и Всероссийского уровня.

Структура и объем работы.

Диссертационная работа включает список сокращений и условных обозначений, введение, 5 глав, заключение, список литературы, два приложения, изложена на 158 страницах, содержит 38 рисунков, 22 таблицы, 145 библиографических ссылок.

ГЛАВА 1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

1.1. Природные минералы и их промышленное применение в адсорбционных и каталитических процессах

Минералы природного происхождения благодаря высокой распространенности и относительно низкой стоимости находят широкое применение в различных отраслях катализа и адсорбции, где выступают в роли как активных компонентов, так и носителей [1-3]. Стоимость природных сорбентов и катализаторов на их основе в десятки раз ниже, чем искусственных. В связи с этим, в частности, природные адсорбенты зачастую и не регенерируют [4]. Именно по этим причинам в литературных источниках множество исследований посвящено поиску и изучению возможности использования органических или неорганических материалов природного происхождения, обладающих потенциалом адсорбционной способности и способам регулирования их свойств [5-7].

Различают два вида минералов в зависимости от состава, а именно: углеродные и минеральные. К группе углеродных материалов относятся такие материалы, как активные угли, торф и подобные материалы, получаемые в ходе преобразования органических материалов. Важным классом минералов являются алюмосиликаты: бентонитовые глины, каолинит, биотит, вермикулит, глауконит и т. д.

Рассмотрим более подробно группу углеродных материалов и их роль в сорбционных процессах. Самым известным представителем этой группы является активированный уголь (АУ). Основным требованием для использования АУ в процессах сорбции углеводородов и нефтепродуктов является слабое взаимодействие с молекулами воды и высокое - с органическими веществами,

быть относительно крупнопористыми (с эффективным радиусом адсорбционных пор в пределах 0,8^5,0 нм, или 8^50 А), чтобы их поверхность была доступна для органических молекул. При малом времени контакта со сточной водой они должны иметь высокую адсорбционную емкость, высокую селективность и малую удерживающую способность при регенерации. Сорбционная емкость гранулированных АУ по углеводородам и нефтепродуктам достаточно велика: 60^200 мг/г, поэтому их можно использовать и для доочистки нефтесодержащих стоков [8-10]. В то же время угли должны быть механически прочными, быстро смачиваться стоком, иметь монодисперсный гранулометрический состав. В процессе очистки стоков зачастую используют мелкозернистые адсорбенты с частицами размером 0,25^0,5 мм и высокодисперсные угли с частицами размером менее 40 мкм. Угли должны обладать малой каталитической активностью по отношению к реакциям окисления, конденсации и др., так как некоторые органические вещества, находящиеся в сточных водах, способны окисляться и осмоляться при прохождении стока.

Еще одной областью применения АУ является очистка от катионов тяжелых металлов (ТМ), например, для очистки гальванических стоков от ионов ТМ эффективно использование сажистых бурых углей Канско-Ачинского бассейна. При исходных концентрациях ионов ТМ (в мг/л): медь - 38,5; никель - 0,37; железо - 87,5; хром (III) - 9,6; хром (VI) - 2,1 в очищенной воде концентрации металлов обнаруживаются в следовых количествах. Расход порошкообразного

-5

угля при этом составлял лишь 2 кг/м [11].

Однако, несмотря на эффективность использования АУ в качестве сорбционных материалов в различных процессах, их использование существенно повышает стоимость процесса очистки сточных вод вследствие избирательной эффективности, сложности процесса регенерации.

С целью решения вышеобозначенных отрицательных моментов, связанных с углеродными материалами, следует особо обратить внимание минеральные

соединения в виде слоистых алюмосиликатов. Их преимущества [12, 13]:

- доступность;

- низкая стоимость;

- рентабельность;

- простота в эксплуатации;

- высокая эффективность.

Состав минералов в зависимости от месторождения разнится и включает в себя такие компоненты данной группы, как глинозем Al2O3, кремнезем SiO2, воду и частично выветрившиеся горные породы, которые естественным образом существуют на поверхности земли. В большей степени их применяют в процессах адсорбции ТМ. При этом механизм адсорбции включает в себя такие процессы, как ионный обмен, поверхностное комплексообразование и прямое связывание катионов ТМ с поверхностью минералов [14].

Адсорбционная способность данных минералов обусловлена их химическим и минералогическим составом, а также особенностями их кристаллического строения и высокой дисперсностью частиц [15]. Главными химическими компонентами глинистых минералов являются SiO2 (от 30 до 70%), Al2O3 (от 10 до 40%) и ад (от 5 до 10%). Удельная поверхность глинистых

Л

минералов достигает 500 м /г [4]. В состав природных глинистых минералов входят обменные катионы, такие как Ca2+ №+ и K , что делает их эффективными адсорбентами.

Самым распространенным глинистым минералом, используемым в качестве сорбента, является каолинит (Al2O3•2SiO2•2H2O), сорбционные свойства которого определяются особенностями строения. Кристаллическая решетка каолинита состоит из октаэдрических и тетраэдрических сеток, ограниченных плоскопараллельными базальными поверхностями [16]. Базальные поверхности каолинита различны: одна содержит гидроксильные группы ОН-, а другая - атомы кислорода. Пакеты в каолините связаны водородной связью. Каолинит

характеризуется межплоскостным расстоянием до 0,75 нм, а энергия водородной связи может составлять до 47 кДж/моль.

К отрицательным сторонам каолиновых сорбентов относится низкая ионообменная способность, невозможность использования в промышленных системах водоочистки.

Еще одним из распространенных слоистых силикатов является бентонит Л12[814О10](ОН)2иИ2О; в его структуру входят трехслойные пакеты, где слои алюмогидроксильных октаэдров укрывают два слоя кремнекислородных тетраэдров [17]. При гидратации бентонит разбухает до 15 раз и, как каолинит, не является токсичным.

Основной проблемой использования бентонитовых сорбентов является низкая сорбционная емкость.

Среди ионообменных алюмосиликатов следует обратить внимание на вермикулит, отличительной особенностью которого является увеличение в объеме при быстром нагревании вследствие выделения межслоевой воды. Вспученный вермикулит обладает низкой плотностью, химической стабильностью, высокой адсорбционной способностью, катионообменной емкостью. Этот материал является экологически чистым, имеет высокую распространенность и экономическую эффективность в сорбционных процессах [18].

Вторая широкая область применения природных минералов - это использование их в каталитических системах, и не только в качестве носителей для катализаторов, но и в следующих процессах [19]:

- процессы измельчения активного компонента и его стабилизация;

- повышение термостойкости активного компонента;

- придание высокой прочности в сравнении с индивидуальным массивным

активным компонентом.

При выборе того или иного природного минерала в качестве носителя следует учитывать ряд требований: химическая инертность, механическая прочность, стабильность в условиях реакции, пористость, высокая теплопроводность и другие [20]. Если же речь идет о возможности применения в качестве активной очистки каталитической системы, то стоит отметить что в данном случае между носителем и активным компонентом может происходить достаточно сложное взаимодействие вплоть до образования химических соединений. Так, например, силикагель, имея незначительную собственную каталитическую активность, но при этом обладая высокой термической стабильностью, механической прочностью и хорошей формуемостью, применяется в качестве носителя для диспергирования активных компонентов катализаторов (металлов: Р1, Pd, М, расплавов V2O5+K2S2O7, оксидов Сг, Мо, V, W, Т и др., кислот (H3PO4), солей).

В свою очередь АУ - идеальный носитель для некоторых металлических катализаторов. Если его пропитать соединениями ртути, то он катализирует реакцию между ацетиленом и хлористым водородом с образованием винилхлорида. После пропитки цинком его используют при получении винилацетата. Активные угли, пропитанные различными металлами, являются эффективными катализаторами для многих окислительно-восстановительных реакций. Применение АУ в различных отраслях промышленности в качестве катализаторов [21] или носителей обусловлено их высокой пористостью (около 60^70 %), значительной электрической проводимостью и химической природой поверхности.

Еще одним примером является использование А1^3 в катализе [22], заключающимся в использовании его в качестве носителя для диспергирования активных компонентов (металлов: Ag, Аи, Р^ Pd, М, Си, простых и смешанных оксидов Мп, Сг, V, Мо, М, Си и др.). В качестве носителей применяются в основном различные формы пористого «активного» оксида алюминия

(преимущественно у- и п-Л12О3), гораздо реже непористая а-Л1203. Благодаря высокой собственной каталитической активности (особенно для у- и п-Л12О3) эти формы оксида алюминия применяются в качестве катализаторов для активации Н-Н, С-Н, С-С связей, кислотно-основного катализа, синтеза Клауса и в роли сокатализатора в бифункциональных системах [23].

Однако, какими бы уникальными характеристиками ни обладали природные слоистые алюмосиликаты, с целью создания на их основе высокоэффективных адсорбционных систем, обязательной стадией приготовления сорбентов является модифицирование их структуры. В процессе предварительной обработки глины увеличивается объем пор, площадь поверхности и количество кислотных центров на поверхности, все это способствует росту их адсорбционных показателей [24].

Примером повышения сорбционных характеристик глинистых материалов является процесс получения катионозамещенных форм минералов и наличие тех или иных форм гидратированных фаз. Важно отметить, что обменная реакция очень чувствительна к влиянию многих параметров, таких как морфология, рН, концентрация реагентов и т. д.

Механизм усиления адсорбционных характеристик глинистых материалов проходит за счет [25]:

1) образования отрицательно заряженных комплексов между лигандом и ионом металла, которые взаимодействуют с положительно заряженными участками поверхности;

2) комплексообразования ионов металлов с лигандами, которые специфически связаны с поверхностью;

3) формирование внешнесферных комплексов между ионами металлов и отрицательно заряженными комплексами лиганд-поверхность;

4) образования положительно заряженных комплексов металл-лиганд, которые поглощаются посредством ионного обмена;

5) накопления отрицательно заряженных лигандов в двойном слое

положительно заряженных частиц, что снижает электростатическое отталкивание между ионами металла и поверхностью.

Образование нерастворимых комплексов металл-лиганд способствует росту адсорбции катионов металлов. С другой стороны, присутствие лигандов может снизить поглощение ионов металлов за счет образования растворимых комплексов, которые не адсорбируются на глинистом минерале, или конкуренции между лигандом и ионами металлов за участки поверхности.

В работе [25] описывается механизм ионного обмена на примере вермикулита. Отмечено, что после замены любого катиона исходная кристалличность снижалась для всех образцов, подвергнутых обмену, без резких изменений межслоевого расстояния, однако наблюдалось появление новых пиков для форм, насыщенных свинцом, медью, никелем и кобальтом. Авторами работы сделан вывод о возможном образовании различных гидратированных фаз в связи с происходящим ионным обменом. Авторы пришли к выводу, что по мере увеличения радиуса замещающего катиона процесс обмена будет затрудняться, что связано с ограничениями межслоевого пространства.

К похожим выводам пришли и исследователи, использовавшие в своей работе смектит [26], которые выяснили, что наиболее вероятное место для адсорбции молекул воды при самых низких значениях относительной влажности находится на внутренней оболочке обменных катионов, адсорбированных либо на внешних поверхностях, либо в прослойке алюмосиликата.

На примере монтмориллонита [27] показано, что при дегидратации с уменьшением относительной влажности минерал, содержавший двухвалентные катионы, сохраняет больше молекул воды при низкой относительной влажности, чем одновалентными катионами [28, 29]. Из-за сил связывания, возникающих в промежуточном слое и высокого ионного потенциала двухвалентных катионов, молекулы воды, образующие вокруг них внутреннюю оболочку вокруг двухвалентных катионов в промежуточном слое, потребуют больше энергии [30].

В то же время в работе [31] на примере монтмориллонита отмечено, что межслоевые катионы дегидратируются, межпакетное пространство схлопывается, чем предотвращается регидратация. Притяжение между соседними слоями алюмосиликата происходит как за счет электростатического взаимодействия между межслоевым катионом и отрицательно заряженным слоем 2:1, так и за счет кулоновской силы и силы Ван-дер-Ваальса между соседними слоями 2:1. Отталкивание возникает из-за потенциала гидратации межслоевых катионов, соседних отрицательно заряженных базальных атомов кислорода слоев 2:1 и Борновского отталкивания, которое не позволяет электронным облакам двух атомов занимать одно и то же пространство. После повторного повторно абсорбированных молекул воды в промежуточном слое, зависит от потенциала ионной гидратации межслоевых катионов и их концентрации в промежуточном слое, которая контролируется плотностью заряда слоя.

Таким образом, вне зависимости от типа алюмосиликата можно выделить одно общее свойство: что особенностью ионообменного процесса является тот факт, что катионы могут быть затронуты возможной областью перегруппировки гидратации с вытеснением молекул воды, и данный процесс напрямую зависит от радиуса замещающего катиона.

Таким образом, эффективность использования различных групп природных минералов напрямую определяется особенностями их структуры, физико-химическими характеристиками, такими как объем пор, площадь поверхности, количество кислотных центров и др., и может целенаправленно изменяться в процессе модифицирования структуры минерала. При этом более предпочтительными материалами с точки зрения возможности регенерации (при использовании в качестве сорбционных систем), себестоимости продукции, структурно-механических характеристик, позволяющих получать продукт в гранулированном виде, являются слоистые алюмосиликаты (в сравнении с углеродными материалами).

1.2. Перспективы применения вермикулита при синтезе сорбционных и

каталитических систем

В настоящее время активно используются отечественные сорбенты на основе вермикулита, применяемые как на твёрдой, так и на водной поверхности для ликвидации разливов нефтепродуктов. За счет развитой пористой поверхности модифицированные образцы обладают более высокой сорбционной емкостью и каталитической способностью. Стоит отметить, что все изобретения и публикации, касаемые использования вермикулита в различных адсорбционно-каталитических процессах, объединяет необходимость предварительной модификации его структуры [32-34].

В патенте [35] предложен способ модификации вермикулита, заключающийся в его обжиге совместно с измельчённым твердым парафином (5^9%). Обжиг и обработку углеводородами осуществляют одновременно в струе раскалённых газов, образующихся при сгорании дизельного топлива или мазута в факеле форсунки при температуре 670^850°С. Способ повышает нефтеёмкость сорбента до 9,5^11,9 г/г вермикулита. Сорбент обладает 100%-ной плавучестью в течение длительного времени (20^35 дней). Совмещение операций подачи материала, модификации упрощает технологию получения сорбента при обеспечении его высоких эксплуатационных характеристик.

В патенте [36], описана пропитка вермикулита с размером частиц 0,25-2,0 мм 30-40%-ным водным раствором лигносульфоната при соотношении жидкой и твердой фазы 1:6, 1:12, 1:24 по объему соответственно с последующей термообработкой при 550^700 °С. Способ позволяет повысить адсорбционную емкость к растворенным нефтепродуктам в 1,2-1,7 раза выше, чем у известного (155 мг/г), однако следует отметить, что при термообработке ниже 550 °С или выше 700 °С сорбционная емкость значительно уменьшается до уровня известного способа.

Известен [37] способ получения сорбента, включающий обработку природного вспученного вермикулита 5% раствором целлюлозы в 10^12% соляной кислоте, диспергирование в течение 10 мин при кавитации, выдержку в течение 24^48 часов, нейтрализацию раствором аммиака. Полученный материал отмывают и выдерживают в течение суток в насыщенном растворе хлорида меди при соотношении Т:Ж=(1:2), отмывают от ионов меди и выдерживают в течение 2 часов в насыщенном растворе ферроцианида калия при соотношении Т:Ж=(1:2). Затем материал обрабатывают 5% раствором хитозана в 2% уксусной кислоте при соотношении Т:Ж=(1:1). Изобретение обеспечивает получение сорбента с повышенной ёмкостью и коэффициентом распределения, так в эксперименте при условиях статической адсорбции цезия из раствора хлорида натрия получено значение показателя поглощения, которое составило 669 мг/г вермикулита, что в 3,3 раза больше, чем для исходного природного минерала (200 мг/г вермикулита).

Переходя к обзору возможности использования вермикулита в процессе катализа, нужно обратить внимание на тот факт, что на данный момент эффективность множества технологических процессов, выбора оптимальной схемы и оборудования, напрямую зависят от свойств применяемого катализатора. При этом определяющим фактором при выборе каталитической системы являются специфические требования, связанные с условиями процессов и типом перерабатываемого сырья. На сегодняшний день вопрос регулирования каталитических свойств сорбента на основе вермикулита для его эффективного применения в промышленности является актуальным. Проблемы направленного синтеза катализаторов, которые позволили бы, в том числе, прогнозировать свойства получаемых материалов, регулировать их свойства (активность, селективность), а также оптимизировать стадии функциональной подготовки и переработки исходного сырья, недостаточно изучены [38, 39].

Одной из актуальных проблем процесса создания высокоэффективных каталитических систем является синтез соединений заданного химического

состава. Большое значение имеют параметры получаемых материалов: необходимое количество поверхностных активных центров, развитая пористая структура, которая имеет как широкие транспортные поры, так и микропористость, а также прочные контакты в агрегатах и агломератах частиц.

Именно пакетная структура вермикулита обусловливает его специфические свойства, и при этом наблюдается прямая зависимость от изменения площади поверхности и структуры минерала, которая определяются напрямую способом модификации. С помощью различных форм воздействия на вермикулит и промоторов добиваются расслоения основной структуры, как на отдельные слои, так и на набор из пакетов нескольких слоев, свободно ориентированных и независимых в матрице растворителя [40].

К настоящему времени в литературе имеется большое количество данных и о физико-химических свойствах и об активности катализаторов на основе такого

3~ь 3+

промотора, как диоксид циркония, а также оксидов других металлов ^е , Y , Al , Mn ) [41, 42], сильные кислотные свойства которых позволяют использовать их во множестве технологических нефтехимических процессах (изомеризация, алкилирование, ацилирование, очистка водных растворов и газовых выбросов от органических и неорганических загрязнителей в совмещенных плазменно-каталитических процессах и др.) [43-46].

Суммируя все данные, можно сказать, что использование вермикулита как сорбента или компонента каталитической системы актуально в последнее время, однако при модифицировании структуры вермикулита такими методами, как химическая, термическая, электромагнитная обработки возникают такие проблемы, как: многостадийность процесса, большой расход реагентов и значительные энергетические затраты. Определяющим фактором активности как адсорбционных, так и каталитических систем остаётся структура исходных материалов, их поверхностные свойства, а также возможность модификации строения вещества с целью получения необходимых характеристик. Для

обоснованного подхода к выбору метода модификации необходимо подробно рассмотреть свойства и кристаллическую структуру вермикулита.

1.3. Структура и свойства вермикулита

По данным Геологической службы США мировые разведанные запасы вермикулита оцениваются в 50 млн. т., а неразведанные запасы - 200 млн. т. (рис. 1.1).

Региональная структура мировых запасов вермикулита

35

П

30

25

Л

и

S 20

Е>

«

РО

15

10

5

США

Россия

ЮАР

Прочие

Рисунок 1.1 - Диаграмма распределения мировых запасов вермикулита [47]

Основные месторождения находятся в США (Южная Каролина, Вирджиния, Монтана), ЮАР (90% запасов находится в комплексе Palabora), Китае (основные месторождения Xinjiang и Hegbei), России (Ковдорское месторождение). Запасы вермикулита имеются также в ряде других стран: Украина, Казахстан, Узбекистан, Аргентина, Австралия, Канада, Бразилия, Египет, Индия, Япония, Кения, Зимбабве, Уганда.

0

Использование вермикулита в качестве адсорбента базируется на следующих механизмах [48]:

1) катионный обмен на плоских участках, возникающий в результате взаимодействий между ионами металлов и отрицательным постоянным зарядом (внешнесферные комплексы);

2) образование внутрисферных комплексов через Si-O- и А1Ю- группы на краях частиц минерала.

Оба механизма зависят от кислотности среды, однако последний -особенно, поскольку в кислых условиях (где pH <4), большинство силанольных и алюминольных групп на краях протонированы.

Вермикулит относится к типу кристаллических глин, которые относятся к слою типа 2:1.

На рис. 1.2 представлена структура вермикулита, показывающая силикатную и межслойную водную фазы.

Рисунок 1.2 - Структура вермикулита [49]

Как уже отмечалось ранее, развитые сорбционные свойства вермикулитов, их невысокая стоимость обуславливают их востребованность в качестве сорбентов. Этот факт неразрывно связан с особенностями структуры веществ, определяющими их свойства. Состав вермикулитов определяет уникальное сочетание в них как свойств ионообменников, так и адсорбентов [50].

Природный вермикулит является составной частью филлосиликатной (слоистой) группы минералов, который по внешнему виду напоминает слюду. Это важный вторичный минерал, который образуется в основном в результате гидротермальных изменений слюды (таких как биотита и флогопита) или других глинистых минералов.

Рассмотрим закономерности, являющиеся определяющим фактором при формировании структуры вермикулитов, в том числе понимание фундаментальных процессов и механизмов их «создания/сборки», а также взаимодействия между компонентами.

Состав вермикулитов можно изобразить следующей приблизительной формулой [51]:

(Mg+2, Fe+2, Fe+3)3 [(Al,Si)4Oi0]-(OH)2-4H2O

Вермикулиты представляют собой значительную группу глинистых минералов, которая состоит из двух тетраэдрических слоев (кремнийкислородных и алюмокислородных), и октаэдрического слоя, состоящего из ионов кислорода, магния, железа и гидроксила (рис. 1.2). Между слоями находится вода, являясь важной частью структуры вермикулита.

Из-за отрицательного заряда слоя (ЗС), величина которого на половину элементарной ячейки составляет от 0,6 до 0,9 ЗС, вермикулиты называют трехоктаэдрическими (согласно объединенным комитетам по номенклатуре AIPEA и CMS). [52, 53].

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Мельников Антон Андреевич, 2023 год

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Природные сорбенты: материалы сессии/ АН СССР. Науч. совет по синтезу, изучению и применению адсорбентов; отв. ред. проф. д-р хим. наук В.Т. Быков. - М.: Наука, 1967. - С. 232.

2. Kasgoz, H. Enhanced swelling and adsorption properties of AAm-AMPSNa/clay hydrogel nanocomposites for heavy metal ion removal / H. Kasgoz, A. Durmus, A. Kasgoz // Polymer advanced technologies. - 2008. - №19 (3). - P. 213220.

3. Adsorption of several metal ions onto a low-cost biosorbent: kinetic and equilibrium studies / Z. Reddad, C. Gerente, Y. Andres, P. Le Cloirec // Environment science and technology. - 2002. -№36 (9). - P. 2067-2073.

4. Тарасевич, Ю.И. Строение и химия поверхности слоистых силикатов / Ю.И. Тарасевич. - Киев: Наукова думка, 1988. - С. 248. - ISBN 5-12-000225-0

5. Marcos, C. Structural changes on vermiculite treated with methanol and ethanol and subsequent microwave irradiation/ C. Marcos, I. Rodriguez // Applied clay science. - 2016. - Vol. 123. - P. 304-314.

6. Hiller, S. On the mechanism of exfoliation of vermiculite / S. Hiller, E. M. M. Marwa, C. M. Rice // Clay minerals. - 2013. - Vol. 48. - P. 563-582.

7. Prokofiev, V. Yu. Natural Mechanisms of Mechanochemical Interactions in Oxide Powders / V. Yu. Prokofiev, N. E. Gordina // Glass and ceramics. - 2014. -№71(1-2). - P. 10-14.

8. Косов, В.И. Использование торфа для очистки вод, загрязненных нефтепродуктами / В.И. Косов, С.Р. Испирян // Вода и Экология: проблемы и решения. - 2001. - № 4. - С. 41- 46.

9. Powdered versus granular carbon for oil refinery wastewater treatment / CG. Grieves, L.W. Crame, D.G. Verandos, Wei-Chi-Ying. // Journal of Water Pollution Control Federation. - 1980. - № 3. - P. 483- 497.

10. Xiaobing, L. Adsorption of oil from wastewater by coal: characteristics and mechanism / L. Xiaobing, Z. Chunjuan, L. Jiongtian // Mining Science and Technology.

- 2010. - Vol. 20. - P. 778-781.

11. Алыков, Н.М. Сорбционное удаление из воды ионов тяжелых металлов / Н.М. Алыков, А.В. Павлова, Н. К. Зуй // Безопасность жизнедеятельности. - 2010.

- № 4. - С. 17-20.

12. Effects of mechanical treatment and exchanged cation on the microporosity of vermiculite/ M.C. Jimenez De Haro, J.M. Martinez Blanes, J. Poyato [et al] // Journal of physics and chemistry of solids. - 2004. - Vol. 65. - P. 435-439.

13. Removal of fulvic acid from aqueous media by adsorption onto modified vermiculite / G. Abate, L.B.O. dos Santos, S.M. Colombo, J.C. Masini // Applied clay science. - 2006. - Vol. 32. - P. 261-270.

14. Catalano, J.G. Uranyl adsorption onto montmorillonite: evaluation of binding sites and carbonate complexation / J.G. Catalano, G.E. Brown // Geochimica and cosmochimica acta. - 2005. - №69 (12). - P. 2995-3005.

15. Musyoka, S.M. Remediation studies of trace metals in natural and treated water using surface modified biopolymer nanofibers / S.M. Musyoka, J.C. Ngila, B.B Mamba // Physics and chemistry of the Earth. - 2013. - Vol. 66. - P. 45-50.

16.Исследование природного каолинита и его модифицированных форм / Н. П. Шапкин, В. И. Разов, В. И. Майоров [и др.] // Журнал неорганической химии. -2016. - Т. 61, № 11. - С. 1519-1528.

17. Ходосова, Н. А. Оценка сорбционной способности природных и кислотноактивированных алюмосиликатов различной структуры / Н. А. Ходосова, К. А. Пряженцева, С. А. Зотова // Научный вестник Воронежского государственного архитектурно-строительного университета. Серия: Высокие технологии. Экология. - 2016. - № 1. - С. 130-136.

18. Marcos, C. Expansion behavior of commercial vermiculites at 1000°C / C. Marcos, I. Rodriguez // Applied Clay Science. - 2010. - Vol. 48. - P. 492-498.

19. Грудцин, С. М. Комплексный анализ формовочных свойств носителей катализаторов на основе глинозема / С. М. Грудцин, В. Ю. Прокофьев, А. П. Ильин // Известия высших учебных заведений. Серия: Химия и химическая технология. - 2008. - Т. 51, №. 9. - С. 82-85.

20. Kalmykov, P.A. Comparison of palladium catalysts based on nanodiamonds and activated carbon in hydrogenation reactions / P.A. Kalmykov, N.A. Magdalinova, M.V. Klyuev // Petroleum Chemistry. - 2015. - Vol. 55, № 1. - P. 63-67.

21. Kalmykov, P.A. A study of palladium hydrogenation catalysts based on nanodiamonds and activated carbon / P.A Kalmykov, M.V. Klyuev // Petroleum Chemistry. - 2016. - Vol. 56. - P. 27-32.

22. Изомеризация н-гептана на катализаторах Pt/MOR/Al2O3 / М.Д. Смоликов, В.А. Шкуренок, С.С. Яблокова [и др.] // Катализ в промышленности. -2014. - №2. - С. 51-58.

23. Изучение роли состояния платины в катализаторах Pt/SO4/ZrO2/Al2O3 для изомеризации н-гексана / М.Д. Смоликов, В.Б. Гончаров, Е.М. Садовская [и др.] // Катализ в промышленности. - 2013. - №6. - С. 51-60.

24. Srimurali, M. A study on removal of fluorides from drinking water by adsorption onto low-cost materials / M. Srimurali, A. Pragathi, J. Karthikeyan // Environmental pollutions. -1988. - Vol. 99(2). - P. 285-289.

25. Natural vermiculite as an exchanger support for heavy cations in aqueous solution / M.G. da Fonseca, M.M. de Oliveira, L.N.H. Arakaki [et al] // Journal of Colloid and Interface Science. - 2005. - Vol. 285. - P. 50-55.

26. Derkowski, A. Rehydration of dehydrated-dehydroxilated smectite in a low water vapor environment/ A. Derkowski, V.A. Drits, D.K. McCarty // American Mineralogist. - 2012. -Vol. 97. - P. 110-127.

27. Mechanism of adsorption and desorption of water vapor by homoionic montmorillonites: 2. The Li+, Na+, K+, Rb+ and Cs+-exchanged forms / I. Bérend, J.M. Cases, M. François [et al] // Clays and Clay Minerals. - 1995. - Vol. 43. - P. 324336.

28. Mechanism of adsorption-desorption of water vapor by homoionic montmorillonite: 3. The Mg2+, Ca2+, Sr2+ and Ba2+ exchanged forms / J.M. Cases, I. Bérend, M. François [et al] // Clays and Clay Minerals. - 1997. - Vol. 45. - P. 8-22.

29. Chiou, C.T. Effects of exchanged cation and layer charge on the sorption of water and EGME vapors on montmorillonite clays / C.T. Chiou, D.W. Rutheford // Clays and Clay Minerals. - 1997. - Vol. 45. - P. 867-880.

30. Bray, H.J. Kinetics of dehydration of Ca-montmorillonite / H.J. Bray, S.A.T. Redfern // Physics and Chemistry of Minerals. - 2000. - Vol. 26. - P. 591-600.

31. Laird, D.A. Layer charge influences on the hydration of expandable 2:1 phyl-losilicates / D.A. Laird // Clays and Clay Minerals. - 1999. - Vol. 47. - P. 630-636.

32. Очистка техногенно загрязненных водных объектов от меди и никеля вермикулит-сунгулитовыми материалами / И. А. Мосендз, И. П. Кременецкая, А. И. Новиков [и др.] // Цветные металлы. - 2021. - № 2. - С. 36-41.

33. Сорбционная способность природного и модифицированного вермикулита и цеолита / О. А. Апанасенко, С.А. Каткова, Н.Н. Жамская [и др.] // Вестник МАНЕБ. - 2021. - Т. 26, №. 2. - С. 30.

34. Искендирова, А. К. Сорбция нефтепродуктов природными сорбентами / А. К. Искендирова, М. К. Курманалиев, М. Ш. Сулейменова //Вестник Алматинского технологического университета. - 2021. - №. 3/1. - С. 47-52.

35. А.С. № 1438836 СССР, МПК B01J20/32 (2000.01), C02F1/28 (2000.01). Способ получения сорбента: N 4125359: заявл.: 29.07.1986: опубл. 23.11.1988 / Месяц С. П., Крючков В. В., Кириллова Л. А., Сентябрева И. А.; заявитель Кольский филиал им. С.М. Кирова АН СССР. -С. 4. - Текст: непосредственный.

36. А.С. № 1632946 СССР, МПК C02F1/28 (2006.01), B01J 20/30 (2006.01). Способ получения адсорбента для очистки сточных вод от нефтепродуктов: N 4408202: заявл.: 11.04.1988: опубл. 07.03.1991 / Коновалова Н. Г., Зосин А. П., Приймак Т. И. С. 2. - Текст: непосредственный.

37. Патент № 2701530 Российская Федерация, МПК B01J 20/32(2006.01), B01J 20/16(2006.01), B01J 20/02(2006.01). Способ получения сорбента для извлечения ионов цезия: N 2018147093: заявл. 28.12.2018: опубл. 27.09.2019 / Шапкин Н. П., Мацкевич А. И., Токарь Э. А., Папынов Е. К., Хальченко И. Г., Завьялов А. П.; заявитель и патентообладатель Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования ' ' Дальневосточный федеральный университет ' ' -8с.: ил.- Текст: непосредственный.

38. Чижевский, А.А. Получение катализаторов плазменной модификацией или обработкой носителя / А.А. Чижевский, И.Ш. Абдулин, В.С. Желтухин // Вестник технологического университета. - 2015. - Т. 18, № 14. - С. 159-162.

39. Состояние и перспективы развития катализаторной подотрасли и разработок по катализу в России / В.Н. Пармон, А.С. Носков, Н.П. Анфимова, В.П. Шмачкова // Катализ в промышленности. - 2006, № 1. - С. 6-20.

40. Pesticide degradation in water using atmospheric air cold plasma / C. Sarangapani, N. Misra, V. Milosavljevic [et al] // J. Water Process Eng. - 2016. - Vol. 9. - P. 225-232.

41. Kadry Aboul-Gheit, Ahmed Sulfated zirconia catalysts for low temperature isomerization of n-pentane / Ahmed Kadry Aboul-Gheit, Salwa A. Ghoneim // Egypt. J. Chem. - 2012. - Vol. 55, № 5. - P. 509-527.

42. Новые катализаторы на основе диоксида циркония для изомеризации алканов нефтяных фракций / П.Н. Кузнецов, В.П. Твердохлебов, Л. И. Кузнецова [и др.] // Журнал СФУ. Техника и технологии. - 2011. - №4. - С. 438-452.

43. Persulfate activation in gas phase surface discharge plasma for synergetic removal of antibiotic in water / S. Tang, D. Yuan, Y. Rao [et al] // Chemical engineering journal. - 2018. - Vol. 337. - P. 446-454.

44. Effect of low-temperature plasma on the degradation of omethoate residue and quality of apple and spinach / S. Xingmin, L. Jinren, X. Guimin [et al] // Plasma science and technology. - 2018. - Vol. 20. - Р. 44004.

45. Removal of micropollutants from water in a continuous-flow electrical discharge reactor / N. Wardenier, P. Vanraes, A. Nikiforov [et al] // Journal hazardous materials. - 2019. - Vol. 362. - P. 238-245.

46. In-package nonthermal plasma degradation of pesticides on fresh produce/ N. Misra, S. Pankaj, T. Walsh [et al] // Journal hazardous materials. - 2014. - Vol. 271. -P. 33-40.

47. Ахтямов, Р. Я. Вермикулит как основа для производства огнеупорных теплоизоляционных материалов. Анализ сырьевой базы / Р. Я. Ахтямов // Огнеупоры и техническая керамика. - 2007. - №. 11. - С. 47-51.

48. Norrish, K. Factors in the Weathering of Mica to Vermiculite. Proc. int. clay. conf. 1972. Madrid, 1973. - P. 417- 432.

49. Ji, X. Capturing functional two-dimensional nanosheets from sandwich-structure vermiculite for cancer theranostics / X. Ji // Nature communications. - 2021. -Vol. 12, №. 1. - P. 1-17.

50. Klika, Z. Vermiculite as efficient sorbent of Ce III and Ce IV / Z. Klika, J. Seidlerov, I. Kolomazn // Environmental Chemistry. - 2017. - Vol. 14(1). - P. 39.

51. Ruiz Cruz, M.D. Chemical and structural evolution of "metamorphic vermiculite" in metaclastic rocks of the Betic Cordillera, Málaga, Spain: a synthesis / M.D. Ruiz Cruz, J.M. Nieto // Canadian Mineralogist. - 2006. - Vol. 44. - P. 249-265.

52. Summary of Recommendations of Nomenclature Committees Relevant to Clay Mineralogy: Report of the Association Internationale pour L'Etude des Argiles

(AIPEA) Nomenclature Committee for 2006 / S. Guggenheim, J.M. Adams, D.C. Bain [et al] // Clays clay miner. - 2006. - Vol. 54. - P. 761-772; Vol. 41. - P. 863-877.

53. Report of the Association Internationale pour L'Etude des Argiles (AIPEA) Nomenclature Committee for 1996 / S. Guggenheim, A. Alietti, V.A. Drits [et al] // Clays and Clay Minerals. - 1997. - Vol. 45. - P. 298-300; Vol. 32. - P. 493-496.

54. Shirozu, H. Crystal Structure of a Two-Layer Mg-vermiculite/ H. Shirozu, S.W. Bailey // Am. miner. - 1966. - Vol. 51. - P. 1124-1143.

55. Lagaly, G. Layer Charge Heterogeneity in Vermiculites / G. Lagaly // Clays and Clay Minerals. - 1982. - Vol. 30. - P. 215-222.

56. Report of the Clay Minerals Society Nomenclature Committee: Revised Classification of Clay Materials / R.T. Martin, S.W. Bailey, D.D. Eberl [et al] // Clays and Clay Minerals. - 1991. - Vol. 39. - P. 333-335.

57. De la Calle C., Dubernat J., Suquet H., Pézerat H., Gasperin M. Crystal Structure of Two-Layer Mg-vermiculites and Na-, Ca-vermiculites. Proc. Internat. Clay Conf. Mexico City. Bailey SW, 1975. - P. 201-209.

58. Organisation de L'espace Interlamellaire dans les Vermiculites Monocouches et Anhydres / J.A. Rausell-Colom, M. Fernandez, J.M.J. Serratosa [et al] // Clay miner. - 1980. - Vol. 15. - P. 37-58.

59. Laird, D.A. Model for crystalline swelling of 2:1 phyllosilicates / D.A. Laird // Clays and Clay Minerals. - 1996. - Vol. 44. - P. 553-559.

60. The Titration of Clay Minerals. I. Discontinuous Backtitration Technique Combined with CEC Measurements / C. Tournassat, J.M. Greneche, D. Tisserant, L. Charlet // Journal of Colloid and Interface Science - 2003. - Vol. 273. - P. 224-233.

61. The Titration of Clay Minerals. II. Structure-Based Model and Implications for Clay Reactivity / C. Tournassat, E. Ferrage, C. Poinsignon, L. Charlet // Journal of Colloid and Interface Science - 2003. - Vol. 273. - P. 234-246.

62. Reichenbach, H.G. Dehydration and Rehydration of Vermiculites: IV. Arrangement of Interlayer Components in the 1.43 nm and 1.38 nm Hydrates of Mg-vermiculite / H.G. Reichenbach, J. Beyer // Clay miner. - 1994. - Vol. 29. - P. 327-340.

63. Study of the Dehydration Process of Vermiculites by Applying a Vacuum Pressure: Formation of Interstratified Phases / C. Marcos, A. Arguelles, A. Rrnz-Conde [et al] // Mineral Magazine - 2003. - Vol. 67. - P. 1253-1268.

64. Walker, G.F. Mechanism of Dehydration of Mg-vermiculite / G.F. Walker // Clays Clay Miner. - 1956. - Vol. 4. - P. 101-115.

65. Advanced in research on pillared vermiculite modification and its adsorption of pollutants / F.-F. Wang, P.-X. Wu, Z. Dang, X.-F. Xia // Bulletin of Mineralogy Petrology and Geochemistry. - 2006. - Vol. 25(2). - P. 177-182.

66. De la Calle, C. Glissement de Feuillets Accompagnant Certains Echanges Cationiques dans les Vermiculites / C. de la Calle, H. Suquet, H. Pezerat // Bull. du groupe franais des argiles. - 1975. - Vol 27. - P. 31- 49.

67. Carrera, G.D. Sustainability assessment of energy technologies via so-cial indicators: result of a survey among European experts / G.D. Carrera, A. Mack // Energy Policy. - 2010. - Vol. 38. - P. 1030-1039.

68. Ravichandran J. Properties and catalytic activity of acid-modified montmorillonite and vermiculite / J. Ravichandran, B. Sivasankar //Clays and Clay Minerals. - 1997. - Vol. 45, №. 6. - P. 854-858.

69. Preparation and application of expanded and exfoliated vermiculite: A critical review / M. Li, Y. Zhao, Z. Ai, H. Bai //Chemical Physics. - 2021. - Vol. 550. - P. 111313.

70. Acid matrix production from treated natural vermiculite-hydrobiotite / N.P. Alexandre, G. S. Oliveira, C. R. F. Alves, L. R. D. da Silva // Ceramica. - 2021. - Vol. 67. - P. 145-150.

71. Хальченко, И.Г., Химическая модификация вермикулита и исследование его физико-химических свойств / И.Г. Хальченко, Н.П. Шапкин, И.В. Свистунова, Э.А. Токарь // Бутлеровские сообщения. - 2015. - Т.41, №1. - С. 74-82.

72. Effects of acid treatment on the SEM-EDX characteristics of kaolin clay / S. Yahaya, S. S. Jikan, N. A. Badarulzaman, A. D. Adamu // Path of Science. - 2017. -Vol. 3, № 9. - P. 4001- 4002.

73. Ming, H. Radio Frequency Plasma-Induced Hydrogen Bonding on Kaolinite / H. Ming, K. M. Spark // Journal of Chemical Physics. - 2003. - Vol. 107. - Р. 694702.

74. Куртукова, Л. В. Изменение свойств бентонитовых глин под действием различных активаторов / Л. В. Куртукова, В. А. Сомин, Л. Ф. Комарова // Ползуновский вестник. - 2013.- №1. - С. 287-289.

75. Мельдешов, А. А. Адсорбционные характеристики активированной Келесской глины / А. А. Мельдешов // Вестник Казахской академии транспорта и коммуникаций им. М. Тынышпаева. - 2017. - № 2 (101). - С. 48-52.

76. Мосталыгина, Л. В. Кислотная активация бетонитовой глины / Л. В. Мосталыгина, Е. А. Чернова, О. И. Бухтояров // Вестник Южно-Уральск. гос. унта. Серия: Химия. - 2012. - № 24 (283), вып. 9. - С. 57-61.

77. Тучкова, А. И. Влияние щелочной активации глинистых минералов на их сорбционную способность к извлечению CS-137 из отработанного масла / А. И. Тучкова, Е. А. Тюпина, М. Г. Рахимов // Успехи в химии и химической технологии. - 2012. - Т. 26, № 6. - С. 92-95.

78. Джусуева, М. С. Изучение минералогического состава ноокатской глины методом ИК-спектроскопического анализа / М. С. Джусуева, С. П. Исматтиллаев, С. М. Молдобаев // Известия ВУЗов Кыргызстана. - 2014. - № 5. - С. 26-28.

79. Строганов, В. Ф. Исследование влияние кислотной активации каолина на свойства водно-дисперсионных защитных покрытий / В. Ф. Строганов, М. О.

Амельченко // Известия Казанского государственного архитектурно-строительного университета. - 2014. - № 4. - С. 284-290.

80. Brown, G. Vermiculites / G. Brown, G.F. Walker // The X-ray Identification and Crystal Structures of Clay Minerals / ed. by G.F. Walker. - Mineralogical Society, London. - 1961. - P. 297-324.

81. Expansibility of Some Vermiculites / A. Justo, C. Maqueda, J.L. Perez-Rodriguez, E. Morillo // Applied Clay Science - 1989. - Vol. 4. - P. 509-519.

82. Cordier, D.J. Mineral Commodity Summaries 2010 / D.J. Cordier. -Washington: U. S. D. O. T. Interior and U. S. G. Survey. United States Government Printing Office. - 2010. - P. 193.

83. Swain, A. Hydroponics in vegetable crops: A review / A. Swain, S. Chatterjee, M. Vishwanath // The Pharma Innovation Journal. - 2021. - Vol. 10, №. 6. -P. 629-634.

84. Thermal Behaviour of Ground Vermiculite / V. Balek, J.L. Perez-Rodriguez, L.A. Perez-Maqueda [et al] // Journal of Thermal Analysis and Calorimetry - 2007. -Vol. 88. - P. 819-823.

85.Прокофьев, В. Ю. Основы физико-химической механики экструдированных катализаторов и сорбентов / В. Ю. Прокофьев, П. Б. Разговоров, А. П. Ильин. - Москва : КРАСАНД, 2012. - С. 314.: ил. - ISBN 978-5396-00454-2.

86. Interaction of natural and thermally processed vermiculites with gaseous carbon dioxide during mechanical activation / E. Turianicova, A. Obut, L. Tucek [et al] // Applied Clay Science. - 2014. - Vol. 88-89. - P. 86-91.

87. Zhang, Q. A review on mechanochemical syntheses of functional materials / Q. Zhang, F. Saito // Advanced Powder Technology. - 2012. - Vol. 23 (5). - P. 523531.

88. Взаимодействие органических кислот с силикатами в процессе совместной механической активации / И. А. Ворсина, Т. Ф. Григорьева, Е. Т. Девяткина [и др.] // Журнал прикладной химии. - 2017. - Т. 90, № 3. - С. 271-278.

89. Technology and equipment for processing of large-sized vermiculite micas of the kovdor deposit / A.I. Nizhegorodov, A. N. Gavrilin, B. B. Moyzes, K. A. Kuvshinov //Eurasian Physical Technical Journal. - 2020. - Vol. 17, №.2 (34). - P. 100-109.

90. Expanded vermiculite-filled flexible polymer composites / M.S. Cetin, O. Toprakci, O. S. Taskin [et al] // Journal of Elastomers & Plastics. - 2021. - С. 125-144.

91. Sonication as a Tool for Preparing Nanometric Vermiculite Particles / J.L. Perez- Rodriguez, F. Carrera, J. Poyato, L.A. Perez-Maqueda // Nanotechnology. -2002. - Vol. 13. - P. 382-387.

92. Comparative Study of Ground and Sonicated Vermiculite / L.A. Perez-Maqueda, M.C. Jimenez de Haro, J. Poyato, J.L. Perez-Rodnguez // Journal of Materials Science - 2004. - Vol. 39. - P. 5347- 5351.

93. Particle Size Distribution in Sonicated High- and Low-Charge Vermiculites / A. Wiewora, J.L. Perez-Rodnguez, L.A. Perez-Maqueda, J. Drapala // Applied Clay Science - 2003. - Vol. 24. - P. 51-58.

94. Sonication Induced Redox Reactions of the Ojen (Andaluda, Spain) Vermiculite / J. Poyato, J.L. Perez-Rodnguez, V. Ramirez-Valle [et al] // Ultrason Sonochemistry journal - 2009. - Vol. 16. - P. 570-576.

95. Размахнин, К. К. Модификация свойств цеолитов с целью расширения областей их применения / К. К. Размахнин, А. Н. Хатькова // Горный информационно-аналитический бюллетень. - 2011.- №4. - С. 246-252.

96. Preparation of a Highly Porous Clay-Based Absorbent for Hazard Spillage Mitigation via Two-Step Expansion of Vermiculite / D.C. Nguyen, T. T. Bui, Y.B. Cho, Y. S. Kim // Minerals. - 2021. - Vol. 11, №. 12. - 1371 p.

97. Vorster, W. The effect of microwave radiation upon the processing of Neves Corvo copper ore / W. Vorster, N.A. Rowson, S.W. Kingman // Int. J. Miner. Process. -2001. - Vol. 63 (1). - P. 29-44.

98. Patent 3758415 США, IPC B01j1/10; C04631/26. Method for the Expansion of Vermiculite: № US00162256A: application: 13.07.1971: publication: 11.09.1973 / Wada T.; assignee Takeda Pharmaceutical Co Ltd. -P. 8.

99. Patent W02006 127025 Cooperation Treaty (PCT), IPC G21G 5/00 (2006.01) A61N 5/00 (2006.01). A method of expanding mineral ores using microwave radiation: № PCT/US2005/030741: application: 29.08.2005: publication: 30.11.2006/ Sklyarevich V., Shevelev M.; assignee Gyrotron Technology Inc. -P. 10.

100. Oxygen ion-induced modifications of optical properties of natural muscovite mica / S. Kaur, S. Singh, L. Singh, S.P. Lochab // Radiation Effects and Defects in Solids. - 2013. - Vol. 168. - P. 587-593.

101. New dielectric mixture equation for porous materials based on depolarization factors / M.A. Hilhorst, C. Dirsken, F.W.H. Kampers, R.A. Feddes // Soil Science Society of America Journal - 2000. - Vol. 64. - P. 1581-1587.

102. Obut, A. Microwave exfoliation of vermiculite and phlogopite / A. Obut, I. Girgin, A. Yorukoglu // Clays and Clay Minerals. - 2003. - Vol. 51 (4). - P. 452-456.

103. Marcos, C. Expansibility of vermiculites irradiated with micro-waves / C. Marcos, I. Rodriguez // Applied Clay Science - 2010. - Vol. 51 (1-2). - P. 33-37.

104. Meredith, R. Engineers' Handbook of Industrial Microwave Heating / R. Meredith; The Institution of Engineering and Technology. - London, 1988. - Р. 380. -ISBN: 9780852969168.

105. Preparation of expanding vermiculite by chemical and microwave methods / Zhao. Miao, T. Peng, Y. Xi, Wei Yang // Advanced Materials Research - 2010. - Vol. 96. - P. 155-160.

106. Методы химии высоких энергий в защите окружающей природной среды: учебное пособие / В.П. Мешалкин, О.И. Койфман, В.И. Гриневич и др. -М.: Химия, 2008. -244 с. - ISBN: 978-5-98109-068-4.

107. Review on electrical discharge plasma technology for wastewater remediation / B. Jiang, J. Zheng, S. Qiu [et al] // Chemical Engineering Journal. - 2014.

- Vol. 236. - P. 348-368.

108. Li, L. New insight into the residual inactivation of Microcystis aeruginosa by dielectric barrier discharge / L. Li, H. Zhang, Q. Huang // Scientific reports. - 2015.

- Vol. 5, №.1. - P. 1-10.

109. The effect of different plasma gas environments on vermiculite layer / G. Valdre, D. Malferrari, D. Marchetti, M.F. Brigatti // Applied Clay Science. - 2007. -Vol. 35(1-2). - P. 76-84.

110. Ultralow-weight loading Ni catalyst supported on two-dimensional vermiculite for carbon monoxide methanation / M. Zhang, P. Li, M. Zhu [et al] // Chinese Journal of Chemical Engineering. - 2018. - Vol. 26. - P. 1873-1878.

111. Хейген, Х. Изменение свойств твердых тел при механической активации и тонком измельчении / Х. Хейген // Известия СО АН СССР. Серия: Химические науки. - 1998. - №2, вып. 1. - С. 112.

112. Removal of oil products from water using a combined process of sorption and plasma exposure to DBD / A.A. Gushchin, V.I. Grinevich, G.I. Gusev [et al] // Plasma Chem. Plasma Process. - 2018. - Vol. 38, №5. - P. 1021-1033.

113. ПНД Ф 14.1: 2:4.187-02. Методические указания. Методика измерения массовой концентрации формальдегида в пробах природных, питьевых и сточных вод флуориметрическим методом на анализаторе жидкости Флюорат-02: в редакции от 24 сентября 2010 года: введён в действие на территории РФ ФГУ Центром экологического контроля и анализа от 26 ноября 2002 года. - Москва, 2002.

114. РД 52.24.361-95 Методические указания. Методика выполнения измерений массовой концентрации хлоридов в водах потенциометрическим методом с ионселективным электродом: введён в действие Заместителем Руководителя Росгидромета 23 января 2008 года. - Ростов, 1995.

115. Parkinson, W.H. Absolute absorption cross section measurements of ozone and the temperature dependence at four reference wavelengths leading to renormalization of the cross section between 240 and 350 nm / W.H. Parkinson, K. Yoshino, D.E. Freeman // Smithsonian Institution Astrophysical Observatory, MA. -1988. - Р. 2138.

116. ПНД Ф 14.1:2:4.190-2003. Методические указания. Методика измерения бихроматной окисляемости (химического потребления кислорода) в пробах природных, питьевых и сточных вод фотометрическим методом с использованием анализатора жидкости Флюорат-02: разработан ООО ' ' Люмекс ' ' в 2003 году: введен в действие актом Росприроднадзора от 10 августа 2012 года. -Москва, 2003.

117. Destruction of aqueous solutions of 2,4-dichlorophenol in a plasma-catalytic barrier discharge reactor / G.I. Gusev, A.A. Gushchin, V.I. Grinevich [et al] // ChemChemTech [Izv. Vyssh. Uchebn. Zaved. Khim. Khim. Tekhnol.]. - 2021. - Vol. 64, №11. - P. 103-111.

118. Науфал, Д. Кинетика реакции N2O+CO на активированном паром FeZSM-5 / Д. Науфал, А. Буэно-Лопес // Прикладной катализ. -2007. - Т.1, № 327. - С. 66-72.

119. N2O catalytic decomposition over various spinel-type oxides / N. Russo, D. Fino, G. Saracco, V. Specchia // Catalysis Today. - 2007. - №119. - P. 228-232.

120. Румянцева, М.Н. Химическое модифицирование нанокристаллических оксидов металлов: влияние структуры и химии поверхности на сенсорные

свойства / М.Н. Румянцева, А.М. Гаськов // Известия Академии наук. Серия химическая - 2008. -№6. - С.1086-1106.

121. Abee, M.W. NH3 chemisorption on stoichiometric and oxygen deficient Sn02(110) surfaces / M.W. Abee, D.F. Cox // Surface Science Journal - 2002. - Vol. 520. - P. 65-77.

122. Physicochemical properties of sorbents used for wastewater treatment from oil products / G.I. Gusev, A.A. Gushchin, V.I. Grinevich [et al] // ChemChemTech -2018. - Vol. 61, №. 7. - P. 137-143.

123. Langmuir, Freundlich, Temkin and Dubinin - Radushkevich isotherms studies of equilibrium sorption of Zn2 + unto phosphoric acid modified rice husk / A.O. Dada, A.P. Olalekan, A.M. Olatunya, O.J. Dada // IOSR Journal of Applied Chemistry.

- 2012. - Vol. 3 (1). - P. 38-45.

124. Prokofiev, V. Yu. Investigation of the mechanochemical synthesis of NaA zeolite from metakaolin in impact-shear mills / V. Yu. Prokofiev, N.E. Gordina, A.B. Zhidkova // Applied Clay Science. - 2012. - Vol. 85 (7). - P. 1077-1082.

125. Исследование процессов модификации вермикулита посредством механохимической активации / А.А. Мельников, Н.Е. Гордина, А.П. Синицын [и др.] // I расширенный научный семинар «Адсорбция, катализ, химия поверхности»: сборник трудов семинара, Иваново, 2021г.: ФГБОУ ВО Иван. гос. хим.-технол. ун-т. -C. 45-53.

126. Harraz, H.Z. Interstratified vermiculite-mica in the gneiss-metapelite-serpentinite rocks at Hafafit area, Southern Eastern Desert, Egypt: From metasomatism to weathering / H.Z. Harraz, M.M. Hamdy // Journal of African Earth Sciences. - 2010.

- Vol. 58 (2). - P. 305-320.

127. Fast and high adsorption of Ni (II) on vermiculite-based nanoscale hydrated zirconium oxides / Liu Dengchao, Deng Shubo, Vakili Mohammadtaghi [et al] // Chemical Engineering Journal. - 2019. - Vol. 360. - P. 1150-1157.

128. Синтез сорбционных систем на основе механохимически активированного вермикулита / А.А. Мельников, Н.Е. Гордина, К.А. Тюканова [и др.] // Изв. вузов. Химия и хим. технология. - 2021. - Т. 64, вып. 8. - С. 63-71.

129. Gordina, N.E. Mechanochemical activation as metod of intensifying synthesis process of low-modulus zeolites / N.E. Gordina // Izv. Vyssh. Uchbn. Zaved. Khim. Khim. Tekhnol. - 2018. - Vol.61, № 7. - P. 4-22.

130. CO Methanation over Ni/SiO2 Catalyst Prepared by Ammonia Impregnation and Plasma Decomposition / B. Zhao, Z. Chen, X. Yan [et al] // Topics in Catalysis -2017. - Vol. 60. - P. 879-889.

131. Role of vermiculite and zirconium-vermiculite on the formation of zircon-cordierite nanocomposites / M. Valaskova, J. Tokarsky, M. Hundakova [et al] // Applied Clay Science - 2013. - Vol. 75-76. - P. 100-108.

132. Identification of active hydrogen species on palladium nanoparticles for an enhanced electrocatalytic hydrodechlorination of 2, 4-dichlorophenol in water / G. Jiang, M. Lan, Z. Zhang [et al] // Environmental Science and Technology - 2017. - Vol. 51. - P. 7599-7605.

133. Effects of lithium and 2, 4-dichlorophenol on zebrafish: circadian rhythm disorder and molecular effects / B. Xiao, L.-Q. Cui, C. Ding, H. Wang // Zebrafish. -2017. - Vol. 14. - P. 209-215.

134. Investigation of the influence of mechanochemical effects on the structure and properties of vermiculite sorbents / A.A. Melnikov, N.E. Gordina, A.P. Sinitsyn [et al] // Journal of Solid State Chemistry. - 2021. - Vol. 306. - P. 122795.

135. Fast and high adsorption of Ni (II) on vermiculite-based nanoscale hydrated zirconium oxides / D. Liu, S. Deng, M. Vakili [et al] // Chemical Engineering & Technology - 2019. - Vol. 360. - P. 1150-1157.

136. Zirconia as a support for catalysts: Evolution of the texture and structure on calcination in air / P.D.L. Mercera, J.G. Van Ommen, E.B.M. Doesburg [et al] // Applied Catalysis A: General - 1990. - Vol. 57. - P. 127-148.

137. Hydration states and phase transitions in vermiculite intercalation compounds / M. Suzuki, N. Wada, D.R. Hines, M.S. Whittingham // Physical Review B - 1987. - Vol. 36. - P. 2844-2851.

138. Effect of Mechanochemical Activation Conditions on the Physicochemical Properties of Zinc Oxide / R.N. Rumyantsev, A.A. Mel'nikov, A.A. Batanov, D. A. Prozorov, A.A. Il'in, A.V. Afineevskii // Glass Ceramics. - 2021. - V. 77(9-10). - P. 400-404.

139. Effect of particle size of vermiculite on the microstructure and photocatalytic performance of g-C3N4/vermiculite composite / C. Huang, E. Fan, H. Xu [et al] // Solid State Sciences - 2021. - Vol. 113. - P. 106533.

140. Current state and perspectives of plasma applications for catalyst regeneration / D.H. Lee, Y.-H. Song, K.-T. Kim [et al] // Catalysis Today - 2019. - Vol. 337. - P. 15-27.

141. Verdoliva, V. Zeolites as Acid/Basic Solid Catalysts: Recent Synthetic Developments / V. Verdoliva, M. Saviano, S. L. De // Catalysts. - 2019. - Vol. 9. - P 248.

142. Suhasaria, T. Thermal desorption of astrophysically relevant molecules from forsterite (010) / T. Suhasaria, J. D. Thrower, H. Zacharias // Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. - 2017. - Vol. 472. - P. 389-399.

143. Xiang, L. Determination of the Activation Energy for Desorption by Derivative Thermogravimetric Analysis / L. Xiang, G. Hai-fu, C. Hua-ming // Adsorption Science & Technology. - 2006. - Vol. 24. - № 10. - P. 907-914.

144. Destruction of oil hydrocarbons in water solutions with oxygen dielectric barrier discharge of atmospheric pressure / V.I. Grinevich, V.V. Rybkin, V.A.

Lyubimov, A.A. Gushchin // ChemChemTech [Izv. Vyssh. Uchebn. Zaved. Khim. Khim. Tekhnol.]. - 2017. - Vol. 60, № 8. - P. 21-26.

145. Mechanochemical and plasmachemical processing in the synthesis of catalytic systems based on vermiculite and zirconium oxychloride / N. E. Gordina, A. A. Melnikov, G. I. Gusev [et al.], // ChemChemTech. - 2022. - Vol. 65. - No 5. - P. 43-57.

Приложение А

Акт о внедрении результатов научно-исследовательской работы

Разработка

Федерального государственного бюджетного образовательного

учреждения высшего образования «Ивановский_государственный

ШШ>лй технологический университет»

а именно.

каталитическая система на основе модифицированною вермнкулц ia_H диоксина циркония для изомеризации углеводородов нефтяных фракций.

переданная

ОАО «ИВХИМ1ИЧЖ1»

внедрена

Ç J ! Oh ; коря :и: I I o.ia на ОАО «НВХИМ1 1РОМ»

1. Вид внедрения

U jnepe дача над ч но je ч ч e.cj&fl ИНФОРМАЦИИ.

1.2) технологической прописи на изготовление онытной партии

2.Характеристика масштаба внедрения опытная партия

3. Назначение внедренной разработки

3.1 ) увеличение омлионот числа нефтяных фракции.

3.2j упрощение технологии: снижение количества стадий синтеза, металлоемкости и энергозатрат

4. Новизна результатов

Эффективность внедрения !. Организационно-технические преимущества

1.1) отмечается активность полученною катализатора в реакциях изомеризации нефтяных фракций в_ термодинамически благоприятном темпера гурном диапазоне 140-220°С. Выход высокооктановых изомеров составляет 31 -34% при |,,1Щ1ну изомуриЩИИ 33~36%;

1.2) за счет упрощения технологии отмечается снижение стилий аштеза катализа i opa, полностью исключается выделение стоков и существенно сокращаются газообраз 1ше иыбоосы.

Социальный эффект

достигается улучшением условий труда в цехе

Экономический )ффек! oí внедрения разработки

4500000 (четыре миллиона иятьсоч тысяч > руб./год

От ФГБОУ ВО «ИГХТУ» От ОАО 1ПРОМ»

м.н.с. Мельников А.А.

I енерал ктор

Хахии С

Зав. IIHJJ, д.т.н., доц. Гордина Н.Е.

Приложение Б

Акт на испытание каталитической системы на основе модифицированного вермикулита

СОГЛАСОВАНО

Проректор Ф! БОУ Ж) «• ИГХ1 У»

по нах^гюй-Риоок-

Марфин Ю (

^¿021 г.

УТВЬРЖДАЮ

Директор ООО «.¡Щелковский

катали шцрмьНмввод»

уЛ .11оляшснко В А

Л Ж Лы! 2021 г.

АКТ

на исньпание каталишчсской системы на основе модифицированного

вермикулита

Мы. нижеподписавшиеся, составили настоящий акт о ЮМ, что в результате проведения научно-исследовательской работы на тему «Разработка каталитических систем на основе модифицированного вермикулита» предложен новый метод синтеза, позволяющий получать катализаторы на основе вермикулита и диоксида циркония для таких процессов, как: окисление высокотоксичных органических соединений в системах зашиты окружающей среды и изомеризация углеводородов нефтяных фракций. Все полученные образцы характеризуются требуемыми физико-химическими характеристиками: поверхностной структурой, активностью и селективностью.

К наиболее существенным результатам данного исследования

относятся:

1) исключение образования жидких отходов за счет использования на стадии синтеза метода механохимической активации твердофазных компонентов;

2) упрощение технологии: снижение количества стадии синтеза, металлоемкости и энергозатрат.

В результате проведения научно-исследовательской работы для каждой стадии были предложены оптимальные условия синтеза I время механохимической активации, температура на стадии прокаливания, количество соотношения компонентов). Была произведена пробная партия катализатора на основе модифицированною вермикулита в количестве 10 кг.

Данные переданы в ООО «Щелковский катал и заторный завод» для Промышленной реализации проекта по получению каталишческнх систем на