Цена доставки диссертации от 500 рублей 

Поиск:

Каталог / ХИМИЧЕСКИЕ НАУКИ / Химия высоких энергий

Влияние радиолитических процессов на удаление органических соединений растительного происхождения из водных растворов

Диссертация

Автор: Блуденко, Алексей Викторович

Заглавие: Влияние радиолитических процессов на удаление органических соединений растительного происхождения из водных растворов

Справка об оригинале: Блуденко, Алексей Викторович. Влияние радиолитических процессов на удаление органических соединений растительного происхождения из водных растворов : диссертация ... кандидата химических наук : 02.00.09 Москва, 2006 230 c. : 61 06-2/254

Физическое описание: 230 стр.

Выходные данные: Москва, 2006






Содержание:

Глава 1 СВОЙСТВА И ПРЕВРАЩЕНИЯ РАСТИТЕЛЬНЫХ 10ПРРМЕСЕЙ В ВОДНЫХ РАСТВОРАХ (Литературный обзор)
11 Общая характеристика гуминовых соединений
12 Радиолитические превращения гуминовых соединений в 18растворах
13 Самоочистка водоемов и принципы очистки водных систем
14 Совместное применение методов превращения и извлечения 35компонентов Электронно-лучевая очистка
15 Выбранные направления исследований
Глава 2 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ МЕТОДИКИ И 52АГШАРАТУРА
21 Источники ионизирующего излучения
22 Дозиметрические измерения
23 Методы анализа
24 Оборудование и методики проведения облучения
25 Реактивы и материалы
26 Математическая обработка результатов
Глава 3 РАДИОЛИТИЧЕСКИЕ ПРЕВРАЩЕНИЯ В ВОДНЫХ 73РАСТВОРАХ ГУМИНОВЫХ ВЕЩЕСТВ'
31 Проявления радиолитических процессов деструкции и 73укрупнения гуминовой кислоты в водных растворах
32 Влияние режима аэрации и кислотности на радиолиз растворов 86гуминовой кислоты
33 Основные реакции гуминовых кислот с короткоживущими 92продуктами радиолиза воды
Глава 4 ВЗАИМОВЛИЯНРШ КОМПОНЕНТОВ ПРИ 106РАДИОЛИЗЕ РАСТВОРОВ
41 Деградация и воспроизводство ароматических молекул при 106радиолизе водных растворов
42 Диссоциативные радиолитические преобразования ИЗароматических соединений
43 Подавление регенерации нитратов и нитритов в водных 123растворах
44 Радиолитическое образование осадка и удаление ионов 141металлов в присутствии растительных примесей
Глава 5 ПРЕОБРАЗОВАНИЕ РАСТИТЕЛЬНЫХ ПРИМЕСЕЙ 157В РЕАЛЬНЫХ ВОДНЫХ СИСТЕМАХ
51 Радиолиз природной воды
52 Технологические воды целлюлозно-бумажных производств
53 Концентрированные растворы растительных примесей
54 Режимы облучения гетерогенных растворов

Введение:
Обезвреживание природной воды и техногенных стоков являетсяодним из перспективных и востребованных приложений физической химииводных растворов [1-12]. К важнейшим объектам относится вода,использованная при переработке растительного сырья. Она, как правило,насыщена комплексом малореакционноспособных полифункциональныхорганических молекул, и её очистка традиционными методами требуетнаиболее существенных затрат энергии, химических реактивов, площадей ивремени.Разработка новых высокотехнологичных и энергосберегающихметодов избирательного преобразования компонентов в сложныххимических системах является актуальным направлением развития химиивысоких энергий. Радиационно-химическое модифицирование системзачастую предпочтительнее, чем реагентное, ввиду более высокойэкологической безопасности проведения процесса, чистоты продуктов,упрощения их последующей переработки или разделения, а такжевозможности комплексного улучшения свойств компонентов. Степеньконверсии компонентов в облученной сложной системе может существенноотличаться от первоначального распределения поглощенной энергии междуэтими компонентами. Неаддитивный характер радиационно-химическихэффектов обусловлен избирательностью разрыва конкретных химическихсвязей, селективностью процессов переноса и локализации радиационныхповреждений в молекулярных структурах, неоднородностьюпространственно-временного распределения интермедиатов и различнойпредпочтительностью взаимодействий между промежуточными продуктамирадиолиза и компонентами [1-4]. Основная научная задача состоит ввыяснении и развитии принципов управления радиационно-химическимипроцессами.в последние годы в работах лаборатории радиационной химии ИФХЭРАН разрабатывается оригинальная концепция избирательной конверсииорганических соединений в сложных водно-органических растворах поддействием электронного излучения высокой мощности [5-8]. Концепцияориентирована на расширенное применение электронных ускорителейнового поколения с мощностью электронного пучка в сотни киловатт. Врамках этой концепции, кинетическая устойчивость и специфическиепревращения растворенного органического вещества определяютсякомплексом радиолитических процессов, обусловленных преобразованием,как отдельных молекул, так и межмолекулярных структур. Связанные с этимисследования индивидуального и совместного влияния мощности дозы,гидродинамических режимов, компонентного и фазово-дисперсионногосостава растворов на селективность преобразований и конечные свойстваорганических соединений имеют фундаментальное значение для химиивысоких энергий и практического управления процессами конверсии водноорганических систем под действием интенсивного электронного излучения.Ряд практических приложений разрабатываемой концепции опробован всовместных проектах лаборатории с Samsung Heavy Industry Co. Ltd. иEBTech Co. Ltd. (Южная Корея).Моделирование конверсии и последующего поведения макромолекул вводе предполагает учет структурообразования в исходном растворе, реакциймакромолекул с продуктами радиолиза воды, процессов электроннойактивации макромолекул, путей локализации заряда и энергии, превращенияорганических интермедиатов, межмолекулярного взаимодействия конечныхпродуктов с исходными макромолекулами и растворителем. Нринципиальноважное значение имеют экспериментальные исследования механизмовобразования органических интермедиатов и их превращения в конечныепродукты [8, 13-20]. Ключевой интерес представляет сочетаниерадиационных превращений с эффектами, обусловленными спецификойэлектронного облучения, межмолекулярным взаимодействием в растворе,наличием минеральных примесей, массопереносом из окружающейатмосферы и другими, влияющими на стабильность компонентов ивозможность их извлечения из облученного раствора. В настоящей работесоответствующие комплексные исследования впервые осуществлены дляводных растворов ряда полифункциональных углеводородов растительногопроисхождения под действием гамма- и электронного излучения с высокоймощностью дозы.Цель работы. Целью данной работы являлось определение основныхконкурентных направлений электронно-лучевого преобразования стойкихвысокомолекулярных органических веществ растительного происхождения вводе и выявление доминирующих процессов, обусловливающих возможностьпост-радиационного извлечения компонентов из сложных водных растворов.В соответствии с этим, в работе решались следующиеисследовательские задачи:- исследование особенностей радиолиза водных растворов стабильныхорганических соединений растительной природы в зависимости от составарастворов и параметров облучения;анализ механизма радиационной защиты компонентов виндивидуальных и сложных растворах;- исследование взаимосвязи между гидродинамическим режимом воблучаемых потоках и выходом преобразования органических компонентов;- измерение и анализ динамики извлечения органических компонентовиз облученных растворов;оценка особенностей электронно-лучевого преобразованиярастительных соединений в реальных водных системах.Научная новизна.• Обнаружен эффект радиационно-индуцируемого фазоводисперсионного преобразования растворенной гуминовой кислоты в водныхсистемах. Кинетика фазового нреобразования зависит от условий облученияи наиболее чувствительна к изменению мощности дозы и интенсивностиаэрации.• Доказано влияние гидродинамических условий облучения на выходрадиолитических превращений в гомогенных и гетерогенных растворахрастительных примесей. Научно обоснованы оригинальные приемыпрактической электронно-лучевой конверсии гетерогенных водныхрастворов при их высоких расходах.• Обосновано понижение радиационной стойкости хлороароматическихсоединений, нитратов, нитритов и ионов тяжелых металлов в растворахмакромолекул растительной природы и продуктов их радиолитическойфрагментации. Определены условия избирательного преобразованияпримесей.• Выявлено повышение восприимчивости растительных примесей воблученных водных растворах к биохимической деградации и химическойкоагуляции. Установлены закономерности сенсибилизации растительныхвеществ к пост-радиационному реагентному и микробиологическомуокислению.Практическая значимость. Понимание механизмов конверсии и понижениякинетической устойчивости растительных макромолекул в водных растворахпозволяет предложить новые подходы к управлению радиационнойвосприимчивостью сложных водно-органических систем, а такжеселективному радиационному обезвреживанию техногенных вод. Результатыработы могут быть использованы при разработке:• установок по разделению водно-органических систем;• систем обезвреживания производственных стоков;• методик оптимизации гидродинамических режимов облучения;• аппаратурного оформления радиационно-химических процессов.Положеиия, выносимые на защиту. На защиту выносятся выявленные8закономерности радиолитических процессов в модельных и реальныхводных растворах растительных веществ, основанные на результатахэкспериментального исследования:• особенности радиолитических превращений гуминовых веществ вводных растворах при различных условиях облучения.• условия понижения радиационной стойкости органических иминеральных примесей в водных растворах макромолекул растительнойприроды и продуктов их радиолитической фрагментации.• взаимосвязь радиолитического преобразования растительных примесейв гомогенных и гетерогенных растворах и гидродинамических условийоблучения.• влияние излучения на восприимчивость растительных примесей воблученных водных растворах к биохимической деградации и химическойкоагуляции.Апробация работы и публикации. Основные результаты работыдокладывались на Совещаниях по радиационной химии, посвященныхпамяти Н.А.Бах (Москва, 1995, 2005), IV и VI Международных конференцияхпо передовым окислительным технологиям восстановления водной ивоздушной сред (Орландо, США, 1997, Лондон, Канада, 2000),Консультативных совещаниях МАГАТЭ по экологическому применениюрадиационно-химических технологий (Вена, 1997, 2002), Консультативномсовещании МАГАТЭ по радиационной очистке промышленных сточныхвод (Майами, США, 1997), VIII и IX Всероссийских совещаниях поприменению ускорителей заряженных частиц в промышленности и медицине(Санкт-Петербург, 1995, 1998), Международной конференции поприменению электронного излучения в природоохранных технологиях (Тэгу,Республика Корея, 2000), Юбилейной конференции "Институт физическойхимии на рубеже веков" (Москва, 2000), I и II Всероссийских конференциях«Прикладные аспекты химии высоких энергий» (Москва, 2001, 2004).