Том 60, № 3 (2024)

Представлены результаты экспериментальных исследований деформации микропористого углеродного адсорбента на основе каменноугольного сырья АР-В при адсорбции метана в области сверхкритических температур при давлениях до 10 МПа. Показано, что в начальной области заполнений адсорбент испытывает деформационный стресс-эффект зависящий от температуры. Предложена модель, для объяснения наблюдаемых деформационных эффектов.

В работе исследовано взаимодействие 4-(2-пиридилазо)резорцина (ПАР) с наночастицами LaF₃ в водной среде. Изучена кинетика сорбции ПАР, получена изотерма сорбции ПАР при 20°C. Из данных сорбции, применяя адсорбционную модель Фрумкина – Фаулера – Гугенгейма, рассчитаны величина энергии латеральных взаимодействий адсорбированных на поверхности LaF₃ молекул ПАР и величина энергии их сорбции. На основании сорбционных и спектральных данных предложена структура привитого слоя молекул ПАР на поверхности наночастиц LaF₃.

С применением метода динамической механической релаксационной спектроскопии исследовано релаксационное поведение эластичного латексного полимера в виде свободных пленок и при локализации на медной подложке до и после его модификации водорастворимой тетранатриевой солью медь – фталоцианин –тетрасульфониевой кислоты. Проведено сопоставление интенсивности α-релаксации и частоты колебательного процесса пленкообразующего сополимера с его термогравиметрическим поведением с учетом влияния на них модификатора, который может быть локализован в межчастичных областях латексных пленок и покрытий на медной поверхности.

Топливные элементы на полибензимидазольной (ПБИ) мембране относятся к типу высокотемпературных топливных элементов на полимерно-электролитной мембране (ВТ-ПОМТЭ от англ. HT-PEMFC) или среднетемпературных топливных элементов по более общей классификации. При использовании полимерно-электролитного комплекса полибензимидазолов (ПБИ) с о-фосфорной кислотой (ФК) в качестве протонпроводящей мембраны, протонная проводимость обеспечивается без увлажнения при температурах выше 120°C. Водородно-воздушные ВТ-ПОМТЭ способны эффективно работать при 150°–200°C, что в качестве топлива позволяет использовать конверсионный водород, загрязненный CO. Однако следует отметить, что традиционные “тонкопленочные” Pt/C электроды на основе электропроводящей сажи с наночастицами платины в агрессивной среде ФК подвергаются электрохимической коррозии, что приводит к потере частиц Pt электрокатализатора и их агрегации (оствальдовское созревание). Очевидно, что существует необходимость замены сажи на более устойчивые наноструктурированные углеродные материалы. Ранее было показано, что самонесущие маты (по сути, “войлоки”), на основе углеродных нановолокон (УНВ) потенциально могут использоваться в качестве анодов ВТ-ПОМТЭ. УНВ-маты получали в три стадии. На первом этапе из раствора сополимера акрилонитрила с метилакрилатом с добавкой ZrCl₄ получали нановолокнистый материал-прекурсор методом электроспининга. Затем проводилась термо-окислительная стабилизация матов (350°С, воздух). После чего УНВ выдерживались в растворе Zn(NO₃)₂ (порообразователь), и проводился пиролиз (1000°С, вакуум). Для улучшения протонной проводимости, на поверхность полученных УНВ матов наносили N-этилфосфонированный кардовый ПБИ (PBI-OPhT-P), который приводит к улучшению рабочих характеристикик ВТ-ПОМТЭ. Полученные материалы были исследованы методами электронной микроскопии. Методом адсорбции N₂ и CO₂ проанализированы их удельные площадь поверхности и объем (достигают 597 м²/г и 0.170 см³/г). После платинирования изученные УНВ были успешно протестированы в качестве анодов (до 0.4 мА/см² при 625 мВ) водородо-воздушного ВТ-ПОМТЭ.

Исследовано изменение морфологии, фазового и химического состава поверхностных слоев безвольфрамового твердого сплава TiC–TiNi при воздействии мощного ионного пучка наносекундной длительности. С помощью рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии установлено, что ионное облучение приводит к формированию дополнительных карбидных соединений на поверхности интерметаллидной связки TiNi. С использованием рентгеноструктурного анализа экспериментально показано, что воздействие импульсного ионного пучка приводит к снижению в поверхностном слое концентрации хрупких интерметаллидных фаз с избыточным содержанием никеля. Установлено, что однократное облучение импульсным ионным пучком существенно снижает скорость изнашивания твердого сплава при абразивном трении, что, предположительно, связано с изменением химического и фазового состава поверхностных слоев облучаемых образцов.

В работе получено и протестировано антикоррозионное покрытие на основе акрилового лака и наноразмерного порошка оксида цинка, полученного на установке Nanospray Drying B-90. Методом потенциодинамической поляризации установлено, что эффективность защиты покрытия составляет 98 и 81% в кислой и нейтральной средах разбавленных электролитов, соответственно. На основании данных рентгенофазового анализа, оптической и электронной микроскопии, было показано, что добавка оксида цинка увеличивает число центров адгезии, обуславливая лучшее сцепление полимерного покрытия с подложкой и предотвращая проявление фазы Fe₃C на поверхности.