Academic Journal of Physical and Chemical Sciences

ОЦЕНКА ПРИМЕНИМОСТИ ЗАКОНОВ ПОДОБИЯ ПРИ МАСШТАБИРОВАНИИ ЦЕНТРОБЕЖНЫХ НАСОСОВ НА ОСНОВЕ ГИДРОДИНАМИЧЕСКОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ

А. Әлиұлы — 2026-09-30

Центробежные насосы широко применяются в различных отраслях промышленности, однако применение классических законов подобия при проектировании насосов различного типоразмера может сопровождаться расхождением аналитических и численно полученных гидравлических характеристик. Целью работы является оценка применимости законов подобия путем сопоставления аналитических расчетов с результатами трехмерного CFD-моделирования при изменении геометрического масштаба и частоты вращения рабочего колеса. Исследование выполнено на основе базовой геометрической модели центробежного насоса, сформированной по результатам гидравлического расчета. С применением теории подобия были подготовлены четыре расчетные модели, которые отличались друг от друга геометрическим масштабом и частотой вращения. Расчет внутренних течений проводился в программном комплексе ANSYS CFX 2023 R2 методом конечных объемов (в стационарной постановке RANS с использованием модели турбулентности SST k–ω). Для каждой конфигурации оценивались напор, потребляемая мощность и гидравлический КПД. Дополнительно анализировались поля давления и скорости, а также локальные особенности структуры потока. Сравнение результатов численного моделирования с аналитическими расчетами выявило следующие закономерности. У полноразмерных моделей расхождение по напору составило всего 6,6–6,8 %, тогда как при уменьшении габаритов погрешность возросла до 11,9–12,5 %. Отклонения в значениях мощности находились в диапазоне 11,8–14,6 %. Расчетный гидравлический КПД для крупных моделей достиг 86,7–86,8 %, а для уменьшенных –81,7–81,9 % (при теоретически заложенном значении 80 %). Анализ данных показал, что масштабирование геометрии сказывается на характеристиках насоса заметно сильнее, чем варьирование рабочих оборотов. Таким образом, законы подобия вполне применимы для этапа эскизного проектирования, однако разработка уменьшенных версий насосов требует обязательной поверочной оценки методами вычислительной гидродинамики (CFD). Предложенный подход может быть использован для повышения достоверности проектирования центробежных насосов различных типоразмеров.

ПОЛУЧЕНИЕ И ИССЛЕДОВАНИЕ УЗКОЗОННОГО ФОТОКАТАЛИЗАТОРА НА ОСНОВЕ SrTaO₂N

А. Г. Баратов — 2026-09-30

SrTaO₂N представляет собой перспективный узкозонный оксинитрид для фотокаталитической очистки воды от органических загрязнителей благодаря способности поглощать излучение в видимой области спектра. Однако его структурные, морфологические и оптические свойства в значительной степени зависят от условий синтеза, в частности от температуры аммонолиза. В настоящей работе систематически исследовано влияние NH₃-аммонолиза в диапазоне температур 850–1000 °C на формирование SrTaO₂N и его фотокаталитические свойства. Проведен анализ фазового состава, морфологии поверхности и оптических характеристик полученных образцов, а также оценена их взаимосвязь с фотокаталитической деградацией тетрациклина. Результаты рентгеновской дифракции показали присутствие побочной фазы Ta₃N₅ наряду с основной фазой SrTaO₂N в образцах, полученных при относительно низких температурах. Повышение температуры аммонолиза до 950–1000 °C способствует устранению фазы Ta₃N₅ и повышению кристалличности SrTaO₂N. Морфологический анализ показал изменение размера, формы и степени агрегации частиц с увеличением температуры обработки. Оптические исследования выявили последовательное смещение края поглощения в длинноволновую область — от 617 нм для STON850 до 644 нм для STON1000, при этом ширина запрещённой зоны изменялась незначительно и находилась в диапазоне 1,99–2,03 эВ. Фотокаталитическую активность оценивали по деградации тетрациклина с начальной концентрацией 5 мг/л под действием имитированного солнечного излучения. Среди исследованных образцов наиболее высокую фотокаталитическую активность продемонстрировал STON1000, обеспечивший около 72% деградации тетрациклина после 300 мин облучения. Кинетический анализ с использованием модели псевдопервого порядка показал, что STON1000 также характеризуется максимальной кажущейся константой скорости реакции 0,00438 мин⁻¹ при R2=0,96853. Полученные результаты показывают, что температура аммонолиза оказывает существенное влияние на фазовый состав, кристалличность, морфологию, оптические характеристики и фотокаталитическую активность SrTaO₂N.

СОВРЕМЕННЫЕ МЕТОДЫ СЕЛЕКТИВНОГО ВЫЩЕЛИЧЕВАНИЯ ЛИТИЯ ИЗ ОТРАБОТАННЫХ ЛИТИЙ-ИОННЫХ АККУМУЛЯТОРОВ

Б. Нұрбаев — 2026-09-30

Интенсивный рост производства литий-ионных аккумуляторов (ЛИА) и расширение рынка электротранспорта приводят к увеличению объёма отработанных батарей, содержащих ценные металлы, включая литий, кобальт, никель и марганец. Их бесконтрольное накопление представляет угрозу для окружающей среды и здоровья человека. Стратегическая значимость лития, ограниченность природных запасов и растущий спрос определяют актуальность переработки отработанных ЛИА. В работе представлен систематический обзор современных методов селективного извлечения лития из отработанных ЛИА, преимущественно содержащих катодные материалы LiFePO4 и NCM. Рассмотрены стадии предварительной обработки, включая разрядку, разборку, измельчение и термическую активацию, а также методы селективного выщелачивания с использованием минеральных и органических кислот, окислительных реагентов и глубоких эвтектических растворителей (DES). По сравнению с пирометаллургическими процессами гидрометаллургические методы позволяют снизить потери лития и повысить селективность. Подход первоочередного извлечения лития (lithium-first) упрощает последующее разделение металлов и повышает чистоту промежуточных продуктов. Анализ показал, что кислотное и окислительное выщелачивание обеспечивает извлечение лития свыше 95–99% при минимальном растворении сопутствующих металлов. Лимонная, яблочная и аскорбиновая кислоты благодаря восстановительным свойствам и биоразлагаемости являются перспективными экологичными реагентами. Однако высокий расход реагентов, образование сточных вод и необходимость последующей очистки растворов для получения Li2CO3 или LiOH ограничивают промышленное применение. Дальнейшее развитие технологий должно быть направлено на снижение экологической нагрузки, упрощение схем разделения компонентов, повышение степени замкнутости материальных потоков, сокращение потребления химических реагентов и внедрение принципов циркулярной экономики для создания эффективных, ресурсосберегающих и экологически безопасных процессов переработки отработанных аккумуляторов.

СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ ОДНОМЕРНЫХ ФИЗИКО–ГИДРОДИНАМИЧЕСКИХ МОДЕЛЕЙ ЦЕНТРОБЕЖНОГО ТЕЧЕНИЯ В РАБОЧЕМ КОЛЕСЕ ДЛЯ МИНЕРАЛИЗОВАННЫХ СРЕД

А. Н. Сейтов — 2026-09-30

Одномерные методики, применяемые на начальном этапе проектирования рабочего колеса центробежного насоса, позволяют существенно упростить расчет, однако результаты, получаемые по различным методам, могут заметно отличаться. Особенно это проявляется при проектировании насосов для перекачивания морской воды, поскольку размеры проточной части рабочего колеса в таких условиях могут отличаться от рекомендаций, разработанных для чистой воды. В работе проведено сопоставление расчетов по методикам Gülich–Pfleiderer, Ивановского, Спиридонова, Karassik и диаграмме Cordier. В качестве исходных данных для сравнения использованы реальные геометрические параметры консольного центробежного насоса СНР 150–315/1500, предназначенного для перекачивания морской воды. Основными параметрами сравнения выбраны наружный диаметр рабочего колеса, ширина межлопаточного канала на выходе и угол установки лопаток. Проведенные расчеты показали, что ни одна из рассмотренных методик не воспроизводит с одинаковой точностью все параметры реального рабочего колеса. Наиболее значительные расхождения получены для ширины межлопаточного канала: расчетные значения оказались примерно на 30–45 % меньше фактического значения. По наружному диаметру наиболее близкие к реальному насосу результаты получены по методикам Gülich–Pfleiderer и Karassik. При определении углов установки лопаток лучшее соответствие показали методики Ивановского и Спиридонова. Полученные результаты показывают, что при начальном проектировании рабочего колеса целесообразно использовать не одну расчетную методику, а сочетать результаты нескольких подходов. Сформированная таким образом базовая геометрия, может быть, в дальнейшем проверена и скорректирована с использованием CFD–моделирования с учетом конкретных условий работы насоса и свойств перекачиваемой жидкости.

ЛОКАЛЬНЫЕ ПРЕОБРАЗОВАНИЕ ТИПА КОДАМЫ И ПРЕДЕЛЫ ИНТЕГРИРУЕМОСТИ РАСШИРЕННОГО УРАВНЕНИЯ КОРТЕВЕГА-ДЕ ФРИЗА ПЯТОГО ПОРЯДКА

А. М. Сыздыкова — 2026-09-30

Расширенное уравнение Кортевега-де Фриза (КдФ) пятого порядка u_t + 6uu_x + u_xxx + ε(α₁u²u_x + γ₁uu_xxx + γ₂u_xu_xx + β₁u_5x) = 0 моделирует длинные внутренние волны в двухслойной стратифицированной жидкости с учетом дисперсионных и нелинейных поправок следующего порядка. Вопрос о том, сохраняют ли эти четыре поправочных члена интегрируемость при чисто локальной замене зависимой переменной, без введения нелокального члена, до сих пор не получил точного ответа. Мы применяем локальное преобразование, близкое к тождественному u = v + ε(av² + bv_xx), и вычисляем его влияние на четыре коэффициента поправок с точностью до O(ε). Мы вычисляем производную по времени от третьей сохраняющейся плотности КдФ при том же преобразовании, исследуем совместность матричной схемы Лакса АКНС размера 2 × 2 с квадратичным членом 6uu_x и проводим анализ линейной уравнения с поправкой. Локальное преобразование полностью устраняет коэффициенты α₁ и γ₂ при любых их значениях, но не может исключить γ₁ или β₁ ни при каком выборе параметров преобразования. Уравнение сводится точно к КдФ тогда и только тогда, когда γ₁ = β₁ = 0. При этом же условии вдоль решений сохраняется третий инвариант КдФ. Поправка к разности между групповой и фазовой скоростями, обусловленная дисперсией пятого порядка, получена в замкнутом виде: ΔV(k, ε) − ΔV(k, 0) = 4εβ₁k⁴. Полученные результаты дают точный, легко проверяемый критерий того, какие именно поправочные члены в уравнении внутренних волн пятого порядка могут быть устранены локальными средствами, а какие отражают подлинную физику высших порядков, что важно для оценки асимметрии волновых пакетов в стратифицированных океанических течениях.

РАСЧЁТ ЭКРАНИРОВАННОЙ МОДЕЛИ f(T)-ГРАВИТАЦИИ

У. А. Уалиханова — 2026-09-30

В данной работе исследуется экранированная модель модифицированной телепараллельной гравитации, задаваемая функцией F(T) = T − 2Λ_*[1 − exp(−T_s²/T²)], где T — скаляр кручения, T_s определяет характерный масштаб перехода, а Λ_* задаёт амплитуду позднего космологического ускорения. Основная особенность модели состоит в автоматическом подавлении модифицирующей части при больших |T|. В высокоторсионном режиме поправка убывает как T⁻², и теория асимптотически приближается к телепараллельному эквиваленту общей теории относительности. При малых |T| модифицирующая часть стремится к постоянной −2Λ_*, воспроизводя эффект положительной космологической постоянной. Для пространственно плоской FLRW (Фридман–Леметр–Робертсон–Уокер) геометрии выведено модифицированное уравнение Фридмана, получено выражение для эффективной плотности геометрического сектора и выполнена нормировка по условию E(0) = 1, где E(z) = H(z)/H₀. Также получены аналитические выражения для E′(z), эффективного параметра состояния w(z), производных функции f(T) и эффективной гравитационной постоянной G_eff. Показано, что пересечение фантомной границы w_X = −1 на монотонной космологической ветви определяется условием u = 5/4. Численный анализ проведён для τ = 0.30, 0.70 и 1.20. Исследованы функция расширения, относительное отклонение H(z) от ΛCDM, эволюция w_X(z), отношение G_eff/G и комбинация fσ₈(z). Показано, что модель сохраняет близкую к ΛCDM фоновую динамику и удовлетворяет условию F_T > 0 на интервале 0 ≤ z ≤ 5. Однако современное значение G_eff/G ≃ 1.29–1.38 указывает на существенное усиление гравитационного взаимодействия. Следовательно, минимальная версия модели успешно реализует высокоторсионное экранирование, но, вероятно, испытывает сильные ограничения со стороны наблюдений роста крупномасштабной структуры.

ДИВЕРГЕНТНО-СВОБОДНЫЙ ПАРАМЕТР ЗАМЕДЛЕНИЯ, КИНЕМАТИЧЕСКИЕ ОГРАНИЧЕНИЯ ПО ДАННЫМ DESI DR2 И КОСМИЧЕСКИХ ХРОНОМЕТРОВ

А. А. Жадыранова — 2026-09-30

Наблюдения последних десятилетий – сверхновые типа Ia, барионные акустические осцилляции (BAO) и реликтовое излучение – надёжно установили ускоренное расширение Вселенной в современную эпоху. Стандартная модель ΛCDM успешно описывает эти данные, но оставляет открытыми вопросы о природе и величине космологической постоянной, что мотивирует изучение альтернативных теорий гравитации, включая f(R,T) с прямой связью материи и геометрии. Актуальность работы связана со вторым выпуском данных DESI (DR2, 2025), давшим беспрецедентно точные измерения BAO. Мы применяем дивергентно-свободную параметризацию параметра замедления в модели f(R,T) = R + 2λT, получаем аналитическое выражение для параметра Хаббла. Параметры модели ограничены методом Монте-Карло с марковскими цепями (MCMC) с использованием данных космических хронометров и DESI DR2 BAO, а полученная кинематическая модель сопоставлена с ΛCDM с помощью информационных критериев Акаике, Байеса. Данные ограничивают лишь кинематику {H₀, q₀, q₁}. Константа связи λ ими напрямую не определяется и входит только в интерпретацию энергетических условий и уравнения состояния. Совместный анализ даёт H₀ = 68,68 ± 1,05, q₀ = −0,523 ± 0,065, q₁ = 0,702 ± 0,072, переход к ускорению происходит при z_t = 0,64. Включение DESI DR2 усиливает ограничения примерно вшестеро и устанавливает современное ускоренное расширение (q₀ < 0) на уровне 8σ. В рамках выбранной параметризации q(z) данные исключают постоянное значение параметра замедления (q₁ = 0) и свидетельствуют в пользу эволюции q(z), не показывая при этом статистически значимого отклонения от ΛCDM. Для рассмотренных положительных значений λ в диапазоне 0 ≤ z ≤ 3 нулевое и доминантное энергетические условия выполняются, тогда как сильное условие нарушается при низких красных смещениях, что согласуется с ускоренным расширением. Результаты предлагают эффективный кинематический подход к проверке сценариев тёмной энергии и модифицированной гравитации по данным нового поколения BAO и могут служить основой для будущих анализов Euclid, Roman, DESI DR3.

ВЛИЯНИЕ ПАРАМЕТРОВ ГАУССОВОГО ПРОЦЕССА НА РЕКОНСТРУКЦИЮ ПОСТОЯННОЙ ХАББЛА

К. Женискан — 2026-09-30

В данной работе рассматривается проблема модельно-независимой реконструкции постоянной Хаббла, ключевого космологического параметра, характеризующего текущую скорость расширения Вселенной. Несоответствие значений постоянной Хаббла, полученных различными методами наблюдений, является актуальной проблемой современной космологии и связано с проблемой напряжённости Хаббла. Поэтому исследование методов определения космологических параметров с минимальной зависимостью от конкретной космологической модели имеет большое значение. Цель данной работы - изучить влияние выбора ядра ковариации и набора наблюдательных данных на реконструкцию постоянной Хаббла с использованием метода гауссовских процессов, а также оценить стабильность полученных результатов. В исследовании используется метод гауссовских процессов и рассмотрены пять различных ковариационных ядер: Squared Exponential, Matérn 7/2, Matérn 9/2, Cauchy и Rational Quadratic. В качестве наблюдательных данных использованы данные космических хронометров (CC), барионных акустических осцилляций (BAO), а также их объединённый набор CC+BAO. Каждое ядро применялось к трем наборам данных, в результате чего было получено 15 независимых реконструкций. Все реконструкции выполнялись с использованием пакета GaPP (Gaussian Processes in Python). Результаты показали, что выбор ядра ковариации оказывает относительно небольшое влияние на реконструированное значение H₀. Однако используемый набор данных наблюдений оказывает значительно большее влияние на точность реконструкции. Объединение данных CC и BAO позволяет уменьшить интервалы неопределенности и повысить надежность и согласованность результатов. Результаты демонстрируют, что метод гауссовых процессов может быть эффективно применен для реконструкций космологических параметров, не зависящих от модели. Анализ также показывает, что надежность реконструкции постоянной Хаббла в значительной степени определяется качеством и полнотой используемых данных наблюдений.

ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ ОБЖИГА И БЕЛИЗНЫ КЛИНКЕРОВ БЕЛЫХ ЦЕМЕНТОВ

Б. Амангелди — 2026-09-30

В данной научной статье представлены результаты исследования влияния температуры на процесс обжига белого клинкера и определения степени белизны полученного клинкера. Данное исследование является актуальным для современного производства цветных цементов, получения сухих строительных смесей и изготовления архитектурных изделий. В ходе исследования при температурах 1450–1500°C определялось содержание СаОсв, не связанного с клинкерными минералами, а также степень белизны клинкеро. В клинкере, полученном из сырьевой смеси «известняк+электротермофосфорный шлак», содержание СаОсв составило 0,33–1,98%. А полученном из сырьевой смеси «известняк+каолин Ангрен», содержание СаОсв находилось в пределах 0,27–1,22%, тогда как для клинкера из сырьевой смеси «известняк+каолин Кокшетау» данный показатель составил 0,54–0,81%. Степень белизны клинкеров для сырьевой смеси «известняк+электротермофосфорный шлак» составила 75–76%, «известняк+каолин Ангрен» 79,6–85%, «известняк+каолин Кокшетау» 75,7–84,5%. Полученные результаты показали, что связывание СаОсв с клинкерными минералами позволяет получить его содержание не более 2% в соответствии с ГОСТ 31108-2020. Кроме того, установлена принципиальная возможность получения белого клинкера 1-го и 3-го сортов согласно требованиям ГОСТ 965-89. Кроме того было исследовано получение белого клинкера с использованием заводского шлама ТОО «Sastobe Technologies» с введением минерализаторов: 1 и 2% CaF2, 1 и 2% CaCl2, 2 и 4% гипса, а также 5 и 10% фосфорного шлака. Обжиг сырьевых смесей проводили при температуре 1500°C. Содержание СаОсв в полученных клинкерах составило 2,02–11,2%, что превышает установленное значение 2%. При этом степень белизны полученного клинкера находилась в диапазоне 71,5–88,7%. Таким образом, результаты исследования показали, что, несмотря на достаточно высокую степень белизны отдельных образцов клинкера, по содержанию СаОсв их качество не соответствует требованиям ГОСТ 31108-2020.

ИЗУЧЕНИЕ ХИМИЧЕСКОГО СОСТАВА ЭТАНОЛЬНЫХ ЭКСТРАКТОВ МАНЖЕТКИ ОБЫКНОВЕННОЙ МЕТОДОМ ГАЗ ХРОМАТОГРАФИИ-МАСС-СПЕКТРОМЕТРИИ

Г. Ж. Байсалова — 2026-09-30

Обыкновенная манжетка (Alchemilla vulgaris) широко используется в народной медицине для лечения различных заболеваний. Особенно часто её применяют при заболеваниях репродуктивной системы, желудочно-кишечного тракта и органов дыхания, а также как ранозаживляющее средство. Целью работы являлось определение качественного и количественного состава этанольных экстрактов листьев и корней Alchemilla vulgaris методом газовой хроматографии–масс-спектрометрии (ГХ-МС). В листьях было идентифицировано 26 соединений. Основными компонентами экстракта данного органа являются стигмаст-4-ен-3-он (22,8150%), этиловый эфир (Z,Z,Z)-9,12,15-октадекатриеновой кислоты (18,7052%) и этиловый эфир гексадекановой кислоты (14,4540%), где проценты отражают массовые доли указанных соединений в экстракте. В корнях обнаружено 20 фитосоединений. Среди них преобладающими по массовой доле в экстракте вторичными метаболитами выступают 5-(гидроксиметил)-2-фуранкарбальдегид (32,3287%) и фурфурол (12,2052%). Все выявленные соединения обладают биологической активностью. В частности, установлено, что стигмаст-4-ен-3-он проявляет противовоспалительное и обезболивающее действие, а также может быть перспективным при лечении диабетической ретинопатии. Следующий метаболит — этиловый эфир (Z,Z,Z)-9,12,15-октадекатриеновой кислоты (этиллиноленат) является источником жизненно важной для организма человека α-линоленовой кислоты. Данное соединение оказывает положительное воздействие при кожных заболеваниях, в частности при чешуйчатом дерматите. Обнаруженный в корнях 5-(гидроксиметил)-2-фуранкарбальдегид обладает гепатопротекторными и противовоспалительными свойствами. В листьях и корнях также выявлены общие вторичные метаболиты, различающиеся по массовой доле: н-гексадекановая кислота, этиловый эфир гексадекановой кислоты, этиловый эфир линолевой кислоты, этиловый эфир (Z,Z,Z)-9,12,15-октадекатриеновой кислоты и этиловый эфир октадекановой кислоты. Выявленные в экстрактах листьев и корней соединения свидетельствуют о значительном фармакологическом потенциале Alchemilla vulgaris и представляют интерес для разработки новых лекарственных средств.

ГИДРОГЕОХИМИЧЕСКИЕ ИНДИКАТОРЫ ВОЗДЕЙСТВИЯ СЕРНОКИСЛОТНОГО ВЫЩЕЛАЧИВАНИЯ УРАНА НА ПОДЗЕМНЫЕ ВОДЫ РАЙОНОВ ШИЕЛИ И ЖАНАКОРГАНА

В. К. Бишимбаев — 2026-09-30

Скважинное подземное выщелачивание (СПВ) урана может формировать устойчивый гидрогеохимический сигнал в рудовмещающих водоносных горизонтах, однако его интерпретация осложняется природной минерализацией, окислительно-восстановительной буферностью пород, разреженностью сетей мониторинга и неполным раскрытием эксплуатационных данных. В работе разработана аналитическая и методическая основа для разграничения эффектов сернокислотного СПВ и естественной изменчивости подземных вод в Шиелийском и Жанакорганском районах Кызылординской области Казахстана, с иллюстративным расчётным примером для участка Ирколь. Основа сочетает логику «источник — путь миграции — реципиент» с парными индикаторами закисления, сульфатной нагрузки, мобилизации урана, растворения минералов и изменения электропроводности. Для сопоставления наблюдаемых значений с явно заданными референсными условиями используются два безразмерных скрининговых коэффициента — Kb и Ks. Их расчёт продемонстрирован на одном опубликованном наблюдении по пилотному блоку Ирколь для единственной временной точки. Данный расчётный пример подтверждает прозрачность, внутреннюю непротиворечивость и воспроизводимость уравнений, формируя проверяемую аналитическую основу, на которой должна строиться последующая полевая валидация в рамках программы мониторинга такого масштаба. Анализ показывает, что ни один отдельный параметр не достаточен для атрибуции источника: наиболее диагностичной является одновременная картина снижения pH и роста сульфатов и растворённого урана, подкреплённая балансом основных ионов и гидравлическим контекстом. Повышенная минерализация или хлоридность без соответствующего отклика урана скорее отражают природное засоление. Предложенная основа предназначена для проверки гипотез и проектирования мониторинга. Надёжная валидация потребует повторных отборов проб из фоновых, эксплуатационных, граничных и низовых по потоку скважин, пьезометрических наблюдений, контролируемого по качеству анализа основных ионов и микроэлементов, а также участковых фоновых распределений.

СТРУКТУРНО-МОРФОЛОГИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ ПОЛИМЕР-МЕТАЛЛИЧЕСКИХ ФУНКЦИОНАЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ

А. С. Дарменбаева — 2026-09-30

Полимер-металлические функциональные материалы представляют значительный интерес для современного материаловедения благодаря возможности регулирования их структурной организации путем сочетания полимерного модификатора, оксидного носителя и переходных металлов. Особенности формирования морфологии многокомпонентных систем во многом определяются природой металлической составляющей, однако закономерности ее влияния на поверхностную организацию подобных материалов требуют дальнейшего изучения. Целью работы являлось исследование и сравнительная оценка структурно-морфологических особенностей полимер-металлических функциональных материалов Ni-Mo-ПЭГ/Al2O3 и Co-Mo-ПЭГ/Al2O3. Материалы получали на основе алюминийсодержащего носителя, модифицированного полиэтиленгликолем, с последующим введением соответствующих металлсодержащих компонентов. Морфологию поверхности исследовали методом сканирующей электронной микроскопии, элементный состав определяли методом энергодисперсионная рентгеновская спектроскопия (EDS). Установлено, что обе системы характеризуются сложной гетерогенной организацией поверхности и сочетанием структурных элементов различной формы и степени агрегирования. Для Ni-Mo-ПЭГ/Al2O3 характерно присутствие агрегированных, мелкодисперсных и пластинчатых образований, формирующих неоднородный поверхностный рельеф. В Co-Mo-ПЭГ/Al2O3 более отчетливо проявляются крупные пластинчатые и ограненные структуры, дополненные вытянутыми, игольчатыми и стержнеобразными микрообразованиями. EDS-анализ подтвердил присутствие целевых металлических компонентов в составе обеих систем наряду с элементами алюминийсодержащей основы. Сравнительный анализ показал, что при сохранении общей схемы получения, природы носителя и одинакового полимерного модификатора замена никеля кобальтом сопровождается изменением характера поверхностной организации материала. Полученные результаты указывают на существенную роль природы переходного металла в формировании морфологического профиля многокомпонентных полимер-металлических систем. Установленные особенности расширяют представления о факторах их структурообразования и могут служить основой для дальнейшего направленного регулирования морфологических характеристик функциональных материалов при варьировании состава металлической составляющей.

ЗЕЛЕНЫЙ СИНТЕЗ СЕРЕБРЯНЫХ НАНОЧАСТИЦ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ N-БУТАНОЛЬНОЙ ФРАКЦИИ GALEGA OFFICINALIS L.

М. А. Дюсебаева — 2026-09-30

Цель исследования – зеленый синтез наночастиц серебра с использованием n-бутанольной фракции Galega officinalis L. в качестве природного восстановителя и стабилизатора, а также оценка их физико-химических характеристик и биологической активности. Для синтеза 0,3 г фракции смешивали с 300 мл 1%-ного раствора AgNO₃ при pH 9,0 и температуре 90 °C. Полученный материал охарактеризован методами электронной спектроскопии в ультрафиолетовой и видимой областях (UV–Vis), инфракрасной спектроскопии с преобразованием Фурье (FTIR), сканирующей электронной микроскопии (СЭМ) и энергодисперсионной рентгеновской спектроскопии (EDS). В спектре UV–Vis зарегистрирована полоса поверхностного плазмонного резонанса при 460 нм. Данные FTIR указали на участие органических компонентов. Анализ 100 частиц на СЭМ-микрофотографиях показал их преимущественно сферическую форму, при этом диапазон размеров составил 46–187 нм и средний размер – около 99 нм. По данным EDS серебро являлось преобладающим элементом и составляло 77,74 мас.%. Синтезированный образец ингибировал денатурацию белка на 58,50% и проявил мембраностабилизирующую активность 54,68% и 59,03% при концентрациях 1% и 10% соответственно. В антимикробном тесте зоны задержки роста составили 14,17 ± 1,07 мм для Escherichia coli, 11,0 ± 0,0 мм для Staphylococcus aureus и 7,83 ± 0,76 мм для Candida albicans; в отношении Pseudomonas aeruginosa ингибирующий эффект отсутствовал. Результаты показывают возможность применения n-бутанольной фракции G. officinalis для получения биологически активных серебросодержащих наноразмерных частиц. Для подтверждения кристаллической фазы металлического Ag⁰ и определения вклада отдельных компонентов необходимы рентгенофазовые и сравнительные контрольные исследования.

ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ SrTiO₃ НА ФОТОКАТАЛИТИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ РАЗЛОЖЕНИЯ АМФОТЕРНОГО АНТИБИОТИКА

С. Б. Дюсембекова — 2026-09-30

Разработка высокоэффективных фотокатализаторов представляет собой перспективный подход к удалению фармацевтических загрязнителей из водных сред. Фотокаталитическая активность материалов определяется их структурными и фотоэлектрохимическими свойствами. В данной работе были исследованы структурные, морфологические, фотоэлектрохимические и фотокаталитические свойства фотокатализаторов на основе SrTiO3, синтезированных при различных температурах прокаливания. SrTiO3 синтезировали при температурах от 800 до 1100°C. Фазовый состав и кристаллическая структура полученных образцов были исследованы с помощью рентгеновской дифракции (РДА), а их морфология и размер частиц ‒ с помощью сканирующей электронной микроскопии (СЭМ). Для всех синтезированных образцов были сделаны СЭМ-снимки, и было проведено сравнительное анализирование влияния температуры прокаливания на морфологию и размеры частиц. Для оценки фотоэлектрохимических свойств материалов были проведены исследования временной зависимости фототока и анализ по методу Мотта-Шоттки. Результаты измерения фототока позволили оценить способность образцов генерировать и транспортировать носители заряда под воздействием света, а анализ по методу Мотта-Шоттки ‒ определить их полупроводниковые свойства и энергетические параметры. Фотокаталитическая активность синтезированных образцов оценивалась по разложению антибиотика левофлоксацина (ЛЕВ) под воздействием ультрафиолетового излучения. Среди исследованных материалов наибольшая фотокаталитическая активность наблюдалась у образца STO-1. После 90 минут ультрафиолетового облучения степень разложения левофлоксацина достигла 97,35 %. Результаты РДА и СЭМ анализов показали, что образец STO-1 обладал высокой кристалличностью и относительно небольшим размером частиц. Анализ фототока и анализ по методу Мотта-Шоттки позволили охарактеризовать эффективные свойства образца по переносу заряда, что согласуется с его высокой фотокаталитической активностью. Полученные результаты продемонстрировали взаимосвязь между структурными и фотоэлектрохимическими характеристиками материала SrTiO3 и его фотокаталитическими свойствами. Таким образом, было установлено, что температура синтеза является решающим фактором, определяющим свойства фотокатализаторов на основе SrTiO3, и что образец STO-1, полученный в оптимальных условиях, демонстрирует высокую эффективность при фотокаталитическом разложении левофлоксацина.

ГИДРОХЛОРИД 1-БЕНЗИЛ-4-(П-ФТОРБЕНЗОИЛОКСИИМИНО) ПИПЕРИДИНА В КАЧЕСТВЕ КАНДИДАТА В ПРОТИВОИНФЕКЦИОННОЕ СРЕДСТВО

У. Б. Исаева — 2026-09-30

Актуальность. Несмотря на определенные успехи в создании новых антибактериальных препаратов. лекарственная устойчивость, в том числе множественная (MDR), т.е. одновременная резистентность возбудителей сразу к нескольким лекарственным препаратам, становится одной из основных проблем современной медицины. Особую тревогу вызывает тот факт, что стремительное увеличение числа заболеваний, вызываемых устойчивыми формами микроорганизмов, происходит на фоне очевидных трудностей в создании новых лекарственных препаратов. В этой связи весьма актуальным является поиск и разработка соединений, обладающих противоинфекционным/антимикробным действием. Целью настоящей работы является разработка технологии получения высокоэффективного противоинфекционного/противомикробного соединения пиперидинового ряда - гидрохлорида 1-бензил-4-(п-фторбензоилоксиимино) пиперидина (AIP-15) и изучение его цитотоксичности. Для оценки цитотоксичности in vitro использовали монослойные перевиваемые культуры клеток – MDCK. Количественная оценка токсического действия исследуемого соединения проводилась с использованием МТТ-теста. Учет данных производили после 72 ч воздействия соединения. На основе полученных данных рассчитаны значения ЦТК50. В результате изучения цитотоксичности in vitro на модели культуры клеток MDCK было показано, что его значение для соединения AIP-15 составляет 0,7 мг/мл. В рамках настоящего исследования предложена технология получения высокоэффективного антимикробного соединения пиперидинового ряда – гидрохлорида 1-бензил-4-(п-фторбензоилоксиимино) пиперидина (AIP-15). Технологический процесс получения соединения AIP-15 в качестве активной фармацевтической субстанции представлен в виде четырехстадийной схемы, отражающей основные этапы и последовательность его получения. Кроме того, с целью оценки безопасности соединения и определения его максимальной концентрации, не оказывающей токсического воздействия, была изучена цитотоксичность AIP-15 в условиях in vitro. Таким образом, в работе представлены технология получения соединения AIP-15 и результаты исследования его цитотоксичности.

ВЛИЯНИЕ ХИМИЧЕСКОЙ МОДИФИКАЦИИ ЛИГНОСУЛЬФОНАТА НАТРИЯ НА ЕГО ФЛОТАЦИОННЫЕ СВОЙСТВА В СИСТЕМЕ БАРИТ–КАЛЬЦИТ

Қ. Қамұнұр — 2026-09-30

В работе представлены результаты направленной химической модификации технического лигносульфоната натрия (Na-ЛС) тремя различными методами: сульфированием серной кислотой (LS-S), окислением перманганатом калия (LS-O) и гидрофобизацией стеариновой кислотой (LS-H). Целью исследования являлось изучение влияния химической модификации на физико-химические и флотационные свойства лигносульфонатных реагентов в модельной системе «барит–кальцит». Полученные продукты были охарактеризованы методами ИК-Фурье-спектроскопии (FTIR), термогравиметрического анализа (ТГА), оптической микроскопии, измерений поверхностного натяжения и ζ-потенциала. Результаты ИК-спектроскопии подтвердили образование дополнительных сульфонатных, карбонильных, хиноидных и гидрофобных функциональных групп в зависимости от типа химической обработки. Термогравиметрический анализ показал изменение термостабильности и степени структурной деструкции лигниновой матрицы после модификации. Оптическая микроскопия выявила существенные различия в морфологии частиц, степени агрегации и дисперсности образцов. Флотационная активность реагентов оценивалась на модельной смеси барита (BaSO₄) и кальцита (CaCO₃) в соотношении 1:1. Установлено, что все виды химической модификации способствуют повышению флотационной эффективности по сравнению с исходным Na-ЛС. Максимальное извлечение барита достигнуто для окисленного образца LS-O (69,8 %), тогда как наибольшая селективность наблюдалась для гидрофобизированного образца LS-H (80,4 %). Повышение эффективности связано с усилением адсорбционной активности реагентов, формированием дополнительных донорно-акцепторных взаимодействий с активными центрами Ba²+ и усилением гидрофобных взаимодействий на поверхности минералов. Установлены взаимосвязи между химической структурой модифицированных лигносульфонатов, их поверхностно-активными свойствами и флотационными показателями. Полученные результаты демонстрируют перспективность химически модифицированных лигносульфонатов в качестве экологически безопасных реагентов для селективной флотации баритсодержащих минеральных систем.

ПОЛУЧЕНИЕ И ИССЛЕДОВАНИЕ НЕОРГАНИЧЕСКОГО ФЛОКУЛЯНТА Al–Fe–Mn НА ОСНОВЕ МОДИФИЦИРОВАННОГО БЕНТОНИТА

А. Кононов — 2026-09-30

Осветление и сгущение промышленных пульп и сточных вод, содержащих минеральные взвеси и ионы тяжёлых металлов, осложняется высокой агрегативной устойчивостью тонкодисперсных частиц, значительной ионной силой среды и снижением эффективности органических полиэлектролитов в кислых и высокоминерализованных растворах. В данной работе разработан и исследован неорганический композиционный флокулянт на основе бентонита Сарыагашского месторождения, модифицированного полиядерными гидроксокомплексами Al– Fe–Mn. На основе термодинамического анализа построена pH–T-диаграмма эволюции форм существования комплексов Al–Fe–Mn, позволившая выделить три характерные области: аквакомплексов, полиядерных гидроксоформ и гидроксидных фаз. Установлено, что оптимальные условия синтеза соответствуют pH ≈ 7 и температуре 45 °C, при которых формируются устойчивые полиядерные алюможелезо-марганцевые гидроксокомплексы с высокой флокуляционной активностью. Структурные особенности синтезированных образцов исследованы методами ИК-спектроскопии и спектрофотометрии A(t). Показано, что при pH 7 наблюдается образование связей Al–O и Fe–O, а также частичное включение Mn в структуру гидроксоформ, что сопровождается увеличением скорости коагуляции и эффективностью образования плотных флокул. Коагуляционно-флокуляционные свойства оценивали методом jar-test на модельных суспензиях и модельной пульпе, содержащей пирит, кварц, каолинит и ионы Cu²+ и Fe²+. Установлено, что оптимальная доза флокулянта составляет 125 мг/л, при которой достигается эффект осветления до 91 %. Флокулянт сохраняет высокую эффективность (E ≥ 85 %) при pH ≥ 4,0, что позволяет снизить расход нейтрализующих реагентов и повысить экономичность процесса очистки. Предложенный композиционный флокулянт может быть рекомендован для очистки промышленных сточных вод и гидрометаллургических пульп различного состава.

ПДМА-МОДИФИЦИРОВАННЫЙ ТАГАНСКИЙ БЕНТОНИТ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ВОДОРОДА ПРИ КАТАЛИТИЧЕСКОЙ КОНВЕРСИИ УГЛЕВОДОРОДОВ

А. Курмангалиева — 2026-09-30

В условиях роста объёмов пластиковых отходов и увеличения спроса на экологически чистые источники энергии разработка эффективных катализаторов для получения водорода приобретает особую актуальность. Целью настоящего исследования является синтез, физико-химическая характеристика и оценка каталитической активности таганского бентонита, модифицированного полидиметилакриламидом (ПДМА), в процессе каталитической конверсии углеводородов с получением водородсодержащего газа. В качестве носителя использован природный бентонит месторождения «Таган», предварительно подвергнутый кислотной активации и модифицированный 1 мас.% ПДМА методом пропитки. Структурные и морфологические особенности полученного катализатора исследованы методами рентгенофазового анализа (XRD), инфракрасной спектроскопии с преобразованием Фурье (FTIR), сканирующей и просвечивающей электронной микроскопии (СЭМ и ПЭМ). Каталитические испытания проводили в реакторе с фиксированным слоем при температуре 650 °С с последующим анализом газообразных продуктов методом газовой хроматографии. Результаты исследований показали, что модификация полидиметилакриламидом не приводит к разрушению кристаллической структуры монтмориллонита, а способствует формированию полимер-минерального нанокомпозита с развитой пластинчатой морфологией и улучшенными поверхностными характеристиками. В составе газообразных продуктов каталитической конверсии установлено содержание водорода 35,9 об.%, метана 34,1 об.% и углеводородов фракции C₂–C₃ 29,5 об.%. Выход водорода составил 1,28 ммоль/г, а отношение H₂/CH₄ достигло 1,05, что свидетельствует об эффективном протекании реакций крекинга и дегидрирования на поверхности катализатора. Полученные результаты подтверждают перспективность использования ПДМА-модифицированного таганского бентонита в качестве доступного и эффективного гетерогенного катализатора для термокаталитической переработки полимерных отходов с получением водородсодержащего газа и могут служить основой для разработки экологически безопасных технологий утилизации пластиковых отходов и производства альтернативных энергоносителей.

МОДИФИЦИРОВАННЫЕ ЖЕЛЕЗОМ АКТИВИРОВАННЫЕ УГЛИ ИЗ КУКУРУЗНЫХ ПОЧАТКОВ ДЛЯ АДСОРБЦИОННО-ОКИСЛИТЕЛЬНОГО УДАЛЕНИЯ ПАРАЦЕТАМОЛА И СУЛЬФАМЕТОКСАЗОЛА

А. А. Куртебаева — 2026-09-30

Модифицированные железом активированные угли были получены на основе активированного угля из кукурузных початков методом влажной импрегнации нитратом железа(III) с последующей термической обработкой в атмосфере азота. Полученные материалы, обозначенные как MAC1, MAC2.5 и MAC5 в соответствии с номинальным содержанием железа, были исследованы для удаления парацетамола (PCM) и сульфаметоксазола (SMX) из водной фазы посредством адсорбции и окислительной обработки с использованием пероксида водорода и персульфата натрия (SPS). Эксперименты проводили при начальной концентрации загрязняющего вещества 50 мг·л-¹, дозировке материала 2,5 г·л-¹, pH 3,5 и температуре 60 °C в течение до 24 ч. Пероксид водорода и SPS использовали при одинаковой начальной массовой концентрации 44,3 мг· л-¹, что соответствовало 1,30 ммоль·л-¹ H₂O₂ и 0,186 ммоль·л-¹ Na₂S₂O₈ соответственно. В ходе обработки контролировали остаточную концентрацию окислителя, а перед ВЭЖХ-анализом образцы подвергали химическому гашению реакции. В исследованных условиях модельной водной системы максимальная экспериментальная адсорбционная ёмкость составила 17,08 мг·г-¹ для PCM на MAC5 и 7,52 мг·г-¹ для SMX на MAC2.5. Системы с использованием SPS обеспечивали более значительное снижение концентрации исходных соединений в водной фазе по сравнению с системами, содержащими пероксид водорода: степень удаления PCM превышала 98%, а SMX достигала 74% через 24 ч. Указанные значения характеризуют удаление соединений из водной фазы и сами по себе не позволяют разграничить вклад адсорбции и химической трансформации. Полученные результаты показывают, что содержание железа, пористая структура, форма нахождения загрязняющего вещества в растворе и расход окислителя в совокупности определяют наблюдаемую эффективность процесса.

МОДЕЛИРОВАНИЕ ПОВЕРХНОСТИ ОТКЛИКА И ОПТИМИЗАЦИЯ ФЛОТАЦИИ ИЛЬМЕНИТА С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ МОДИФИЦИРОВАННОГО ЛИГНОСУЛЬФОНАТНОГО РЕАГЕНТА

Р. К. Надиров — 2026-09-30

Селективная флотация низкосортных ильменитовых руд затрудняется сходством поверхностных свойств ильменита и силикатной пустой породы, при этом эффективность реагентов зависит одновременно от нескольких взаимодействующих переменных процесса. Исходная руда содержала 6,8 мас.% TiO2 и была представлена преимущественно силикатной пустой породой, что подтверждает её низкое содержание ценного компонента и необходимость применения селективной флотации. В настоящем исследовании представлена модель методологии поверхности отклика (RSM) для флотации ильменита с использованием одного модифицированного лигносульфонатного собирателя LS-O2, полученного путем окисления перманганатом. Для установления зависимости извлечения ильменита и содержания TiO2 в концентрате от pH пульпы, расхода реагента и температуры использовали трёхфакторный трёхуровневый план Бокса-Бенкена. Полиномиальные модели второго порядка для обоих откликов были статистически значимыми (p<0,001), не демонстрировали значимого отклонения от модели и объясняли 99,6% и 98,4% дисперсии в извлечении и содержании TiO2, соответственно. Расход реагента был доминирующим фактором для обоих откликов, за ней следовал pH, тогда как температура оказывала сравнительно незначительное влияние. Для содержания TiO2 линейный температурный член и температурные взаимодействия не были значимыми, хотя квадратичный температурный член оставался значимым. Совместная оптимизация с использованием составной функции желательности определила оптимум при pH 7,31, расходе LS-O2 0,331 кг/т и температуре 28°C, прогнозируя извлечение 76,6% и содержание TiO2 21,4%. Прогнозы модели были проверены в пяти независимых рабочих точках, включая граничное сочетание и экстраполированное условие, при этом отклонения не превышали 2,52%.

КВАНТОВЫЕ ВЫЧИСЛЕНИЯ В МОДЕЛИРОВАНИИ КОРРОЗИОННЫХ ПРОЦЕССОВ

А. Н. Нефедов — 2026-09-30

Коррозия металлов и сплавов остаётся одной из наиболее значимых научно-технических проблем современной промышленности, приводящей к существенным экономическим потерям, снижению надёжности оборудования и возникновению экологических и технологических рисков. Эффективное прогнозирование коррозионного поведения материалов требует понимания процессов, протекающих на атомном и электронном уровнях. Целью настоящей работы является анализ возможностей применения квантовых вычислений для моделирования коррозионных процессов и оценка перспектив их использования в коррозионной науке и материаловедении. Исследование выполнено в формате аналитического обзора публикаций в области вычислительной химии, квантовой информатики и электрохимической коррозии. Рассмотрены возможности и ограничения классических методов квантовой химии, включая теорию функционала плотности (DFT) и пост-хартри-фоковские подходы, а также современные квантовые алгоритмы: вариационный квантовый солвер собственных значений (VQE), квантовая оценка фазы (QPE), методы моделирования периодических систем и квантовая молекулярная динамика. Анализ показывает, что квантовые вычисления обладают потенциалом для более точного описания электронной структуры защитных оксидных и сульфидных плёнок, элементарных электрохимических реакций, процессов водородного охрупчивания и взаимодействия ингибиторов с металлической поверхностью. Выполнена оценка вычислительных ресурсов и возможных временных горизонтов практического применения квантовых технологий. Показано, что в ближайшей перспективе наиболее реалистичным направлением являются гибридные квантово-классические подходы, тогда как моделирование реалистичных коррозионных интерфейсов потребует развития отказоустойчивых квантовых систем. Полученные результаты позволяют определить перспективные направления использования квантовых вычислений для повышения точности прогнозирования коррозии и совершенствования технологий противокоррозионной защиты.

СИНТЕЗ И СТРУКТУРНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ СУЛЬФОПРОИЗВОДНЫХ 3,5-ДИМЕТИЛИЗОКСАЗОЛА СО ВТОРИЧНЫМИ АМИНАМИ

О. А. Нуркенов — 2026-09-30

В работе представлены результаты синтеза, структурной трансформации и исследования новых сульфонамидных производных 3,5-диметилизоксазола (3,5-ДМИ) с участием молекул природного алкалоида цитизина (ЦН) и N-аминоморфолина (N-AM). Актуальность исследования обусловлена широким спектром биологической активности сульфопроизводных азолов и перспективностью создания новых ингибиторов карбоангидразы на их основе. Синтез новых соединений осуществлен путем сульфохлорирования 3,5-диметилизоксазола с последующим взаимодействием полученного сульфохлорида с цитизином и N-аминоморфолином. Для получения винилзамещенного производного проведена конденсация с п-хлорбензальдегидом, позволившая установить региоселективность реакции по метильной группе в 5-положении изоксазольного цикла. Структуры синтезированных соединений подтверждены комплексом современных физико-химических методов, включающих одномерную (1H и 13C) и двумерную ЯМР-спектроскопию (COSY, HMQC, HMBC), масс-спектрометрию и рентгеноструктурный анализ. Совокупность полученных спектральных и кристаллографических данных позволила достоверно установить молекулярный состав, идентифицировать основные структурные фрагменты, подтвердить характер их взаимного расположения и особенности пространственного строения исследуемых соединений. Исследования позволили установить особенности электронного и пространственного строения полученных соединений, определить их конформационные характеристики и характер внутримолекулярных и межмолекулярных взаимодействий. На основании совокупности спектроскопических, масс-спектрометрических и рентгеноструктурных данных подтверждено формирование целевых молекулярных структур и определены особенности взаимного расположения функциональных и гетероциклических фрагментов. Показано, что введение сульфонамидной группы существенно влияет на электронное строение и реакционную способность изоксазольного фрагмента, обеспечивая селективное образование новых функционализированных производных и формирование устойчивой молекулярной архитектуры. Полученные результаты расширяют возможности направленной модификации изоксазольных систем с участием молекул природных соединений и создают основу для дальнейшего поиска биологически активных соединений с потенциальной фармакологической активностью.

ВЛИЯНИЕ СОСТАВА РЕАКЦИОННОЙ СМЕСИ В ПАРОВОМ РИФОРМИНГЕ БИОЭТАНОЛА НА ВЫСОКОЭНТРОПИЙНОМ ОКСИДНОМ КАТАЛИЗАТОРЕ

Р. С. Оразбекова — 2026-09-30

Получение водорода из возобновляемого биоэтанола является перспективным направлением низкоуглеродной энергетики. Разработка активных и устойчивых катализаторов, обеспечивающих высокий выход водорода при минимальном коксообразовании, имеет важное значение для повышения эффективности данного процесса. В работе исследованы структурно-текстурные характеристики и каталитические свойства высокоэнтропийного оксидного катализатора, синтезированного методом Печини, в процессе превращения этанола с водяным паром. Свежий и отработанный катализаторы охарактеризованы методами трансмиссионной электронной микроскопии, низкотемпературной адсорбции–десорбции N₂ и термогравиметрического анализа. Синтезированный материал характеризуется развитой пористой структурой с удельной площадью поверхности 96 м²/г, общим объемом пор 0,27 см³/г и преимущественным диаметром пор 2,5–3,0 нм. Установлено существенное влияние температуры и объемного соотношения C₂H₅OH₂O на каталитические показатели. При 700–800 °C конверсия этанола достигает 100 % для всех исследованных составов реакционной смеси. Максимальный выход H₂, составляющий 87,39 %, достигнут при 800 °C и соотношении C₂H₅OH₂O = 3:1. Вместе с тем при данном соотношении наблюдается наиболее интенсивное коксообразование со скоростью 0,328 мг/(г·ч), тогда как увеличение содержания воды до C₂H₅OH₂O = 1:4 снижает этот показатель до 0,145 мг/(г·ч). TEM-анализ отработанного катализатора выявил образование нитевидных и трубчатых углеродных структур. Полученные результаты свидетельствуют о высокой каталитической активности синтезированного высокоэнтропийного оксида и показывают, что регулирование состава реакционной смеси является ключевым фактором достижения оптимального соотношения между выходом водорода и устойчивостью катализатора к коксообразованию.

ГИДРОЦИКЛОННАЯ КЛАССИФИКАЦИЯ ХВОСТОВ ОБОГАЩЕНИЯ БАЛХАШСКОЙ ОБОГАТИТЕЛЬНОЙ ФАБРИКИ

Р. Г. Рыскалиева — 2026-09-30

В работе исследована гидроциклонная классификация лежалых хвостов обогащения медных руд Балхашской обогатительной фабрики (Казахстан) с целью определения рациональных параметров разделения и последующей переработки техногенного сырья. Эксперименты проводились на лабораторном гидроциклоне диаметром 39 мм при давлении питания 0,10–0,80 МПа и содержании твердой фазы 5–20 %. Гранулометрический состав продуктов определяли методом лазерной дифракции, элементный состав исследовали методами рентгенофлуоресцентного и атомно-абсорбционного анализа. Установлено, что основным фактором, определяющим эффективность классификации, является давление питания. Рациональный диапазон давления составил 0,60–0,70 МПа. Для детального исследования влияния содержания твердой фазы выбрано промежуточное рабочее давление 0,65 МПа. Наиболее высокие показатели классификации достигнуты при содержании твердой фазы 7–9 %: острота разделения составила 1,70–1,71, утечка мелочи в пески – 11,5–11,8 %, потеря крупной фракции в сливе – 6,6–6,8 %. Медианный размер частиц D₅₀ песков составил 65–68 мкм, сливного продукта – 16–17 мкм. При выбранном режиме с содержанием твердой фазы 9 % в сливе сосредоточено 68,7 % меди при коэффициенте концентрации K = 1,22. Сходимость материального баланса меди составила 100,3 %. Полученные результаты подтверждают эффективность гидроциклонной классификации как стадии предварительного разделения техногенных хвостов и позволяют рассматривать полученные продукты в качестве объектов последующего гидрометаллургического извлечения и флотационного дообогащения содержащихся в них ценных компонентов медного сырья. Результаты имеют практическое значение для переработки накопленных хвостов.

ФОРМИРОВАНИЕ И СОЗРЕВАНИЕ ФОСФАТНЫХ ПОКРЫТИЙ НА СТАЛИ ИЗ ФОСФАТИРУЮЩЕГО РАСТВОРА НА ОСНОВЕ СПИРТА

А. С. Сасс — 2026-09-30

Холодное фосфатирование представляет интерес для противокоррозионной защиты крупногабаритных и сложнопрофильных стальных изделий, для которых применение нагреваемых фосфатирующих ванн затруднено. Использование спиртосодержащих композиций позволяет проводить обработку при комнатной температуре, однако процессы формирования и последующего созревания таких покрытий изучены недостаточно. Целью работы являлось исследование формирования и изменения свойств фосфатного покрытия на стали Ст20, полученного из спиртосодержащей композиции на основе H3PO4, Zn(CH3COO)2·2H2O и изопропилового спирта. Морфологию и элементный состав поверхности изучали методом СЭМ–ЭДС; изменение растворимых компонентов оценивали по pH водных смывов; химическую природу продуктов определяли методом ИК-спектроскопии; термическое поведение покрытия исследовали методом температурно-программированной десорбции. Защитную способность определяли ускоренным методом Акимова. Установлено, что после нанесения композиции формирование покрытия продолжается в ходе длительной выдержки на воздухе. На ранних стадиях элементный состав двух сторон образца различается, а содержание Fe, Zn, P и O изменяется немонотонно; при длительной выдержке составы поверхностей сближаются. pH водных смывов снижается до 3,78 через 2 ч, затем возрастает до 4,32 через 250 ч. Одновременно стойкость по Акимову увеличивается с 3 до 105 с, что свидетельствует о постепенном развитии защитных свойств слоя. ИК-спектроскопия подтверждает образование гидратированных фосфатных соединений цинка и железа, а данные ТПД свидетельствуют о постепенном уменьшении доли термически лабильных компонентов. Показано, что выдержка после нанесения является самостоятельной технологической стадией, определяющей созревание, стабилизацию состава и защитные свойства покрытия при холодном фосфатировании.

ВЛИЯНИЕ СОСТАВА ЭЛЕКТРОЛИТА НА СВОЙСТВА ГАЛЬВАНИЧЕСКИХ ПОКРЫТИЙ НА ОСНОВЕ ЦИНКА

Г. Ж. Сдикова — 2026-09-30

В статье рассмотрен наиболее эффективный состав электролитов, используемых в процессе цинкования металлических пластин, определено влияние состава электролитов №1 и 2 на свойства и качество гальванических покрытий на основе цинка. Электрохимическим методом определены свойства электролита для цинкования гальванических покрытий. В ходе эксперимента были использованы стальные пластины марки 12Х18Н10Т, поверхность пластин, подготовленных к нанесению покрытий была подготовлена в соответствии с ГОСТ 15612-2013. В начале эксперимента, с помощью механической обработки была уменьшена шероховатость поверхности пластины, а также устранены некоторые недостатки, в результате чего поверхностному слою был придан металлический блеск. Перед применением гальванических покрытий поверхность стальных пластин подвергали химическому обезжириванию. В ходе эксперимента была рассчитана масса металла, собранного на катоде, площадь поверхности изделия, объем осажденного металла, толщина осажденного металла, время электролиза, плотность тока. В ходе эксперимента подобран состав кислотного электролита №1 и №2 и режим гидролиза. В электролите №1отмечено неравномерное покрытие и образование дендритов на поверхности пластины под влиянием отсутствия ПАВ и неравномерного температурного режима. В результате использования сульфатного электролита №2 получено однородное равномерное покрытие металлической пластины, что можно объяснить влиянием достаточного содержания ПАВ (декстрин) и повышения температуры. В соответствии с методикой испытаний в результате использования электролита №2 получено гальваническое покрытие на основе цинка, защищающее от коррозии, толщиной 41 мкм. Установлено, что качество гальванических покрытий зависит от состава электролита, его температуры, плотности тока и наличия поверхностно-активных веществ (декстрин, желатин, столярный клей).

ИССЛЕДОВАНИЕ ФЛОКУЛИРУЮЩИХ СВОЙСТВ СОПОЛИМЕРОВ НА ОСНОВЕ ИТАКОНОВОЙ КИСЛОТЫ

Н. Сейткалиева — 2026-09-30

Актуальность. В настоящее время в связи с быстрым развитием промышленности и усилением антропогенного воздействия на окружающую среду возрастает актуальность разработки эффективных методов очистки промышленных и природных сточных вод от дисперсных и коллоидных загрязняющих частиц. В связи с этим все большее значение приобретает применение высокомолекулярных флокулянтов, ускоряющих процессы образования и осаждения флокул. Поэтому флокуляция является одним из наиболее эффективных методов, применяемых при очистке промышленных сточных вод. С этой точки зрения особый интерес представляют полиамфолиты, содержащие одновременно катионные и анионные функциональные группы, поскольку они способны взаимодействовать с загрязняющими частицами различной природы. Цель. Цель данной работы — исследование флокулирующих свойств сополимера [(3-метакрилоиламино) пропил] триметиламмоний хлорида (ТМАПМАХ) и итаконовой кислоты (ИК). Результаты и выводы. Методика работы основана на определении флокулирующих свойств сополимера путем измерения изменения оптической плотности суспензии бентонитовой глины во времени в присутствии флокулянта. Оптическую плотность суспензии измеряли при длине волны 546 нм с использованием спектрофотометра i3 UV-VIS (Китай). В качестве объекта исследования использовали суспензию бентонитовой глины, добытой на месторождении Погодаевское (Западный Казахстан). Также было исследовано влияние мольного состава сополимера ТМАПМАХ– ИК на его флокулирующие свойства. Мольное соотношение сополимера варьировали в диапазоне 20:80, 50:50 и 80:20. В ходе исследования было установлено, что сополимер, синтезированный из исходной смеси мономеров состава [ТМАПМАХ]:[ИК] = 50:50 мол. %, обладает наиболее высокой флокулирующей активностью. Кроме того, было исследовано влияние сополимера ТМАПМАХ–ИК на тиксотропные свойства буровых растворов на основе бентонитовой глины.

КОМПЛЕКСНАЯ ОЦЕНКА КАЧЕСТВА ПРИРОДНОЙ ПИТЬЕВОЙ ВОДЫ И СТАТИСТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ

С. М. Сергазина — 2026-09-30

Проблема обеспечения населения качественной питьевой водой приобретает особую актуальность в условиях возрастающей антропогенной нагрузки на водные ресурсы, ухудшения экологического состояния окружающей среды и повышения требований к санитарно-гигиеническим характеристикам воды. Качество питьевой воды является одним из ключевых факторов, определяющих здоровье населения, устойчивость экосистем и экологическую безопасность региона. Поэтому комплексное исследование природных и питьевых вод имеет важное научное и практическое значение. Цель работы заключалась в комплексной оценке качества подземных вод на основе физико-химических и радиологических показателей с применением современных статистических методов. Определены минерализация, кислотность (pH), общая жёсткость, содержание ионов кальция, магния, железа, марганца, меди и других компонентов. Обработка экспериментальных данных включала описательную статистику, корреляционный анализ Пирсона, t-критерий Стьюдента, однофакторный дисперсионный анализ ANOVA и множественный регрессионный анализ. Дополнительно выполнено математическое моделирование зависимости интегрального показателя качества воды от её химического состава и уровня минерализации. Полученные результаты выявили статистически значимые взаимосвязи между общей минерализацией, жёсткостью и концентрацией основных ионов. Установлено, что наибольшее влияние на интегральную оценку качества воды оказывают общее содержание растворённых веществ (TDS), а также концентрации кальция и магния. Разработанная регрессионная модель позволяет оценивать и прогнозировать изменение качества подземных вод в зависимости от их химического состава. Радиологические показатели исследованных образцов находились в пределах установленных нормативных значений. Результаты могут использоваться при мониторинге питьевой воды, организации экологического контроля, совершенствовании технологий водоочистки и оценке воздействия природных и антропогенных факторов. Практическая значимость работы связана с возможностью применения модели для обоснования управленческих решений в сфере регионального водоснабжения и водопользования.

УГЛЕРОДНЫЕ ВОЛОКНА НА ОСНОВЕ ОРГАНОСОЛЬВ ЛИГНИНА, ПОЛУЧЕННОГО ИЗ ДРЕВЕСНЫХ ОТХОДОВ, ДЛЯ ПРИМЕНЕНИЯ В СИСТЕМАХ ХРАНЕНИЯ ЭНЕРГИИ

А. Талгаткызы — 2026-09-30

В данном исследовании изучена возможность переработки древесных отходов для получения органосольв лигнина, пригодного в качестве прекурсора для углеродных волокнистых материалов. В качестве сырья использовали смешанные древесные отходы, опилки сосны и опилки вяза. Лигнин выделяли органосольв-методом с использованием смеси муравьиной и уксусной кислот, что позволяет снизить использование агрессивных реагентов и способствует экологически безопасной переработке биомассы. Структурные, морфологические и термические свойства полученных образцов лигнина исследовали с использованием сканирующей электронной микроскопии, инфракрасной спектроскопии, спектроскопии ядерного магнитного резонанса, термогравиметрического анализа и Раман-спектроскопии. Выделенный лигнин содержал ароматические, фенольные, гидроксильные, метоксильные и метильные функциональные группы. Данные спектроскопии ядерного магнитного резонанса выявили преобладание сирингильных структурных фрагментов над гваяцильными, что указывает на благоприятную термическую стабильность для последующей карбонизации. На основе полученного лигнина методом электроспиннинга были изготовлены композитные волокна с использованием полиакрилонитрила в качестве полимера для формования. Исследовано влияние состава прядильного раствора и условий термической обработки на морфологию и структуру волокон. Оптимальным оказалось соотношение лигнина и полиакрилонитрила 30:70, обеспечивающее формирование непрерывных бездефектных волокон со средним диаметром около 97 нм. После карбонизации при 800 °C в атмосфере азота были получены углеродные нановолокна со средним диаметром около 47 нм и развитой пористой структурой. Полученные результаты демонстрируют перспективность органосольв лигнина из древесных отходов в качестве возобновляемого прекурсора для получения углеродных нановолокон и электродных материалов для систем хранения энергии. Углеродные волокна после карбонизации характеризовались развитой удельной поверхностью 549,7 м2/г, при этом образец, карбонизированный при 800 °C, продемонстрировал наилучшие электрохимические характеристики: удельную ёмкость 136,4 Ф/г для суперконденсаторов и разрядную ёмкость 797 мА·ч/г для литий-ионных батарей.

СИНТЕЗ, СТРУКТУРА И ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА СЕРОСОДЕРЖАЩИХ КОМПОЗИТОВ НА ОСНОВЕ АНИЛИНА, п-ФЕНИЛЕНДИАМИНА, ФЕНОЛА И ФОРМАЛЬДЕГИДА

А. К. Токтабаева — 2026-09-30

В настоящее время получение и исследование серосодержащих полимерных и композиционных материалов является одним из актуальных направлений химии полимеров и материаловедения. Накопление значительных объемов элементарной серы в нефтегазовой промышленности требует поиска эффективных путей ее утилизации. В связи с этим синтез новых функциональных материалов на основе серы и изучение их свойств представляют научный и практический интерес. Целью работы являлся синтез серосодержащих композитов на основе анилина, п-фенилендиамина, фенола и формальдегида, а также исследование их структуры и физико-химических свойств. В ходе исследования новые композиционные материалы были получены в результате взаимодействия серы с анилином и п-фенилендиамином, а также с фенолом и формальдегидом в щелочной среде. Для системы анилин–п-фенилендиамин–сера выход продукта составил 73,8 %, а содержание серы достигало 11,12 %. В композиции на основе фенола, формальдегида, п-фенилендиамина и серы массовая доля серы составила 7,14 %. Для оценки влияния содержания серы на свойства материалов в системе фенол– формальдегид–сера были синтезированы композиты с содержанием серы 3, 5 и 7 моль, для которых массовая доля серы составила соответственно 9,47; 10,58 и 12,23 %. Структура полученных продуктов изучена методами инфракрасной (ИК), ультрафиолетовой (УФ) и ядерно-магнитно-резонансной (¹H и ¹³C ЯМР) спектроскопии. Содержание серы определяли гравиметрическим методом, а морфологические особенности исследовали с использованием оптической микроскопии. Результаты исследований подтвердили образование связей C–S, сохранение ароматических структур и включение серы в полимерную матрицу. Установлено, что увеличение содержания серы приводит к изменению окраски материалов от светло-фиолетовой до темно-фиолетовой и сопровождается ростом пористости структуры.

ВЛИЯНИЕ ЧАСТИЦ НА ОСНОВЕ КРЕМНИЯ НА ФОРМИРОВАНИЕ И СОСТАВ ПЭО ПОКРЫТИЙ

Г. Б. Ешманова — 2026-09-30

В настоящем исследовании изучено влияние различных кремнийсодержащих частиц (SiO₂ и Si₃N₄) вводимых в фосфатный электролит, на процессы формирования ПЭО покрытий и эффективность включения кремния в их состав. Использование различных источников кремния позволяет формировать оксидные покрытия с модифицированным фазовым составом и совокупностью функциональных характеристик. Показано, что добавление кремнийсодержащих частиц различного типа и размера не способствует существенному увеличению толщины покрытий или снижении пористости поверхности. Установлено, что характер участия кремния в формировании покрытий существенно зависит от химической природы и размера используемых частиц, достигнутого конечного напряжения оксидирования и локально высоких температур разрядов. Наиболее эффективным источником кремния для формирования кремнийсодержащих фаз является введение наночастиц SiO₂ в электролит, обеспечивающее их интенсивное поглощение и реактивное включение в покрытие с образованием смешанных фаз муллита (Al2O3·nSiO2) наряду с γ-Al2O3 (конечное напряжение 495 В). В то же время при использовании микроразмерных частиц SiO2 и наночастиц Si3N4 локальная температура разрядов в процессе ПЭО при конечном напряжении 485 В оказалась недостаточной для образования силикатных фаз, что связано с большим размером частиц SiO₂ и высокой химической стабильностью Si3N4. Кроме того, анализ износостойкости ПЭО покрытий с добавлением кремнийсодержащих частиц показал высокую несущую способность покрытий, сформированных с использованием наночастиц SiO₂, которое выдерживает нагрузку 10 Н на расстояние скольжения 10 000 мм.

N-ФОСФОРИЛИРОВАНИЕ АМИНОТИАЗОЛОВ И АМИНО-ТИАДИАЗОЛОВ С ПОМОЩЬЮ РЕАГЕНТОВ P(III) И P(V): СИНТЕЗ, СТРУКТУРА И БИОЛОГИЧЕСКАЯ АКТИВНОСТЬ

А. А. Жортарова — 2026-09-30

Настоящее исследование посвящено N-фосфорилированию ключевых моно- и диаминогетероциклов ряда тиазола и тиадиазола с использованием диметилхлорфосфата (реагент P(V)) и 1-трет-бутокси-N,N,N',N'-тетраэтилфосфандиамина (реагент P(III)). Успешно синтезированы и выделены восемь новых производных. Условия реакции были оптимизированы: для реагентов P(V) — с использованием триэтиламина в ацетонитриле при 80 °C, для реагентов P(III) — в среде этилацетата при 80 °C с элиминированием диэтиламина. Диаминосубстраты подвергались эффективному симметричному бис-фосфорилированию по обоим экзоциклическим аминогруппам. Вследствие электроноакцепторного эффекта второго эндоциклического атома азота в тиадиазольном ядре, его аминогруппы проявляли пониженную нуклеофильность, что приводило к более низким выходам (31–41%) по сравнению с тиазольными аналогами (65–83%). Структуры соединений были подтверждены методом спектроскопии ЯМР 31P: сигналы фосфорамидатов наблюдались в области δ 5.85–5.92 м.д., фосфорамидитов — в области δ 124.66–128.48 м.д. Скрининг in vitro продемонстрировал выраженный, дозозависимый антимикробный профиль, при этом грамотрицательные штаммы проявляли повышенную чувствительность. Производное трёхвалентного фосфора показало себя наиболее активным кандидатом широкого спектра действия. В отношении P. aeruginosa соединение 1-трет-бутокси-N,N-диэтил-N'-(1,3,4-тиадиазол-2-ил)фосфанедиамин проявило зону ингибирования 27–33 мм, превзойдя стрептомицин (МИК = 6.25, МБК = 12.5 мкг/мл). В отношении T. viride оно превзошло клотримазол с зоной ингибирования 30–39 мм (МИК = 12.5, МФК = 25 мкг/мл). Полученные результаты открывают широкие перспективы для разработки новых высокоэффективных антибактериальных и противогрибковых средств на основе фосфорилированных гетероциклов.

СРАВНИТЕЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ КИНЕТИКИ И ЭНЕРГЕТИКИ ПЛАНЕТАРНОГО ИЗМЕЛЬЧЕНИЯ ОТВАЛЬНОГО МЕДЕПЛАВИЛЬНОГО ШЛАКА И ГРАНУЛИРОВАННОГО ШЛАКА СВИНЦОВОЙ ПЛАВКИ

А. Жусупова — 2026-09-30

В работе проведено сравнительное исследование кинетики и энергетики планетарного измельчения отвального медеплавильного шлака и гранулированного шлака свинцовой плавки, различающихся структурным состоянием и физико-механическими свойствами. Измельчение осуществляли в планетарной шаровой мельнице Fritsch Pulverisette 5 при варьировании времени помола, степени заполнения барабана материалом и массового соотношения «шары: материал». Гранулометрический состав продуктов определяли методом лазерной дифракции, а морфологию частиц исследовали методом сканирующей электронной микроскопии. Установлено, что отвальный медеплавильный шлак с плотной фаялит-магнетитовой матрицей характеризуется более высокой твёрдостью и индексом работы Bond и измельчается медленнее, причём после 10 мин помола наблюдается выраженное замедление процесса. Гранулированный шлак вследствие преимущественно стекловидной структуры и наличия закалочных трещин разрушается преимущественно хрупко и достигает требуемой дисперсности при существенно меньших энергетических затратах. Анализ влияния технологических факторов показал следующую последовательность их значимости: время помола > массовое соотношение «шары : материал» > степень загрузки барабана. По результатам Парето-анализа определены рациональные области дезинтеграции: 15–16 кВт·ч/т при D₅₀ ≈ 80 мкм для медеплавильного шлака и 8–10 кВт·ч/т при D₅₀ ≈ 40–50 мкм для гранулированного шлака. Результаты СЭМ-анализа подтвердили различие механизмов разрушения исследуемых материалов. Установленные закономерности демонстрируют необходимость индивидуального выбора режимов измельчения с учётом структурных особенностей каждого типа шлакового сырья. Полученные результаты могут быть использованы при выборе рациональных параметров рудоподготовки и разработке энергоэффективных технологических схем переработки металлургических шлаков.