Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

Учебное пособие 2123

.pdf
Скачиваний:
7
Добавлен:
30.04.2022
Размер:
6.56 Mб
Скачать

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

«ВОРОНЕЖСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»

С Б О Р Н И К Т Р У Д О В

ПОБЕДИТЕЛЕЙ КОНКУРСА НА ЛУЧШУЮ НАУЧНУЮ РАБОТУ СТУДЕНТОВ И АСПИРАНТОВ ВГТУ

Воронеж 2011

ББК 74.58

Сборник трудов победителей конкурса на лучшую научную работу студентов и аспирантов ВГТУ. Воронеж: ФГБОУ ВПО «Воронежский государственный технический университет», 2011. 143 с.

В сборнике представлены работы победителей конкурса на лучшую научную работу студентов и аспирантов ВГТУ, соответствующие основным научным направлениям «Вычислительные комплексы и проблемноориентированные системы управления», «Интеллектуальные информационные системы», «Программно-аппаратные электротехнические комплексы и системы», «Проблемы организации производства и управления предприятием в инновационной экономике», «Перспективные радиоэлектронные и лазерные устройства и системы передачи, приема, обработки и защиты информации»,

«Микро- и наноэлектронные устройства и

системы», «Материаловедение

функциональных и композиционных материалов», «Физика и

технология

наноструктурированных материалов»,

«Физико-технические

проблемы

энергетики», «Безопасность жизнедеятельности, экология и прогнозирование чрезвычайных ситуаций», «Наукоемкие технологии в машиностроении, авиастроении и ракетно-космической технике», «Психолого-педагогические проблемы и гуманитаризация высшего технического образования» и перечню Критических технологий Российской Федерации, утвержденному Президентом

Российской Федерации.

 

Сборник

подготовлен в электронном виде в текстовом редакторе

OpenOffice Writer 3.2 и содержится в файле Sbornik_NIRS2011.pdf

 

 

 

Редакционная коллегия:

В.Р. Петренко –

д-р техн. наук, профессор – ответственный редактор;

А.Д. Поваляев –

канд. физ.-мат. наук, доцент – зам. ответственного

 

редактора;

В.Л. Бурковский

д-р техн. наук, профессор;

Э.Б. Дорофеев – профессор;

А.В. Муратов

д-р техн. наук, профессор;

С.М. Пасмурнов

профессор;

В.М. Пачевский

профессор;

В.Г. Стогней

 

профессор;

А.А. Щетинин

д-р физ.-мат. наук, профессор;

А.Т. Косилов

д-р физ.-мат. наук, профессор;

Д.Г. Жиляков

канд. физ.-мат. наук, доцент – ответственный

 

 

 

секретарь

© Коллектив авторов, 2011 © Оформление. ФГБОУ ВПО

«Воронежский государственный технический университет», 2011

2

СОДЕРЖАНИЕ

Агрессия и насилие – методология и философия понятий

6

Шагако Д. С.. Курочкина Л.Я.

 

Адсорбционно-десорбционные процессы при поглощении аммиака термохимическими

 

модифицированными силикагелями

8

Шмакова С.С., Горшунова В.П.

 

Алгоритмизация процесса формирования базы знаний на основе онтологий

11

Малева М.С.., Львович Я.Е.., Яскевич О.Г.

 

Анализ и контроль закупочной деятельности на предприятии

13

Денисова Т.Н., Туровец О.Г.

 

Анализ современных систем охлаждения радиоэлектронной аппаратуры

15

Лазаренко И.Н., Коновалов Д.А.

 

Аппаратное резервирование посредством интеллектуального программного обеспечения

 

виртуальных систем

17

Меланьин А.В., Юрасов В.Г.

 

Вклад П.А. Сорокина в развитие российской и мировой социологии

18

Кошкалда Е.Р., Чекменѐва Т.Г.

 

Гуманизм как мировоззрение и социокультурное явление

20

Попов Д.П., Бережная Е.А.

 

Инновационные подходы к оценке эффективности деятельности предприятия на основе показателей

 

стоимости

22

Грибанов А.И., Хорошилова О.В.

 

Интегрированные организационно-производственные структуры как фактор модернизации в

 

современной России

25

Золоторев Р.Е., Туровец О.Г.

 

Интенсификация теплообмена в криволинейных каналах систем охлаждения энергодвигательных

 

установок

27

Гречко Ю.С., Шматов Д.П.

 

Исследование влияния технологических параметров процесса диффузионной сварки на свойства

 

пористо-компактных композиционных материалов

29

Попов М.А., Селиванов В.Ф.

 

Исследование механических свойств наноструктурных покрытий из гранулированного композита

 

(Co45Fe45Zr10)х(Al2O3)100-х

36

Трегубов И.М., Стогней О.В.

 

Исследование системы управления двухкоординатного манипулятора на базе асинхронных

 

электродвигателей

39

Вяхирев А.С., Шиянов А.И.

 

Кластеризация сложных многомерных объектов на основе математических моделей искусственных

 

иммунных сетей

41

Глотова М.Е., Львович Я.Е.

 

Космическая философия К.Э. Циолковского

43

Зель Р.А., Душкова Н.А.

 

Математическая модель мембранного диффузионного фильтра для получения водорода высокой

 

степени очистки

45

Бакаев В.А., Скоморохов Г.И.

 

Механизм формирования корпоративной публичной отчетности

47

Федорова И.Г., Хорошилова О.В.

 

Мониторинг влияния опасных природных явлений на надежность объектов энергообеспечения

49

Шевченко Ю.Н., Звягинцева А.В.

 

О полетах женщин в космос: противоречивые взгляды

51

Теплякова А.Ю., Душкова Н.А.

 

О проблеме коррупции: реальность и меры борьбы с ней

53

Сысоев А.Ю., Зуева Т Г.

 

Обращение к древнему востоку: философия хиппи

55

Горшкова Ю.А., Курочкина Л.Я.

 

Оптимизация рабочих процессов в камере сгорания ЖРД

57

Красильников С.Ю., Рубинский В.Р.

 

Организация производственных процессов в гибкой производственной системе металлообработки

59

Тужиков С.Е., Голубь Н.Н.

 

Основные задачи многообъектного технологического проектирования

61

Макаров А.Г., Юрасов В.Г.

 

3

Особенности организации труда рабочих в условиях высокотехнологичного производства

63

Анисимова Т.А., Родионова В.Н.

 

Особенности получения высокопрочных чугунов при использовании комплексных модификаторов

65

Карпов М.Н., Щетинин А.А., Аммер В.А.

 

Оценка загрязнения атмосферы промышленными выбросами объектов техносферы на основе

 

географических информационных систем

67

Артемьев А.С., Звягинцева А.В.

 

Оценка прочности элементов конструкций кислородно-водородных ЖРД

69

Пупынин А.В., Сушков А.М.

 

Построение области границ устойчивости ЖРД методом D-разбиения

73

Глебов А.А., Скоморохов Г.И., Музалев И.А.

 

Построение теоретической модели работы стартап-компании

75

Токарев А.В., Львович Я.Е.

 

Применение методов экономической кибернетики при исследовании макроэкономического

 

равновесия

77

Руцков А.Л., Докудовская Л.С.

 

Применение нечетких матричных систем комплексного оценивания для оценки текущего состояния

 

интеллектуального капитала организации

79

Токарева Г.А., Львович Я.Е.

 

Применение средств технического диагностирования пожарных автомобилей

81

Корчагин А.Л., Болдинов А.И.

 

Применение среды MATLAB для выделения границ изображения объекта в системах технического

 

зрения

83

Лесных Н.С., Шиянов А.И., Герасимов М.И.

 

Проблема патриотического воспитания и политической социализации молодежи

85

Щербатых А.Н., Белоглазова Л.А.

 

Проблемы внедрения erp систем на российских предприятиях

86

Бударина Е.А., Щѐголева Т.В.

 

Прогнозирование возникновения опасных гидрологических явлений на водных объектах Воронежской области 88

Фирсов А.Ю., Звягинцева А.В., Соколова Ю.П.

Программное обеспечение системы оптической локализации природных объектов

90

Авдюшина А.Е. , Звягинцева А.В.

 

Проектирование базы данных пожаро- и взрывоопасных веществ как составной части информационного обеспечения САПР для определения категорий помещений и зданий по взрывопожарной и пожарной опасности 92

Сергеева М.А., Баранников Н.И.

Разработка и исследование методов моделирования, сопровождения и обновления корпоративных

 

порталов

94

Шмельков Е.А., Юрасов В.Г.

 

Расчет затвердевания цилиндрической алюминиевой отливки в кокиле

96

Жаглин С. Н., Кучер А.Т.

 

Расчет параметров неустановившегося процесса в стендовой системе при огневых испытаниях

 

жидкостных ракетных двигателей

98

Курьянов С.А., Свиридов О.П., Скоморохов Г.И.

 

Реализация механизма выявления и использования резервов повышения эффективности производства

100

Рыбкина О.В., Туровец О.Г.

 

Ретроспективная диагностика дозовых нагрузок и радиационных эффектов у ликвидаторов аварии на Чернобыльской АЭС 102

Аракчеев Д.В., Гладков С.А.

Решение задачи управления информационной системы вуза на основе сценария использования шины ESB в сервис-ориентированной архитектуре 104

Светиков Е.А., Юрасов В.Г.

Россия в контексте современных геополитических трансформаций

108

Панкова Л.Н., Обертяева И.А.

 

Система IBM Lotus Notes. Организация групповой деятельности на ее основе

110

Бубнова Е.С., .Кулакова О.А., Юрасов В.Г.

 

Система поддержки принятия решений в информационно-управляющей системе

 

потенциально опасных объектов

112

Ермолов Д.А., Арифуллин Е.З.

 

Система электронного документооборота FLOW DOC. Принципы организации и внедрение

114

Лазовский К.И., Коваленко М.Ю., Юрасов В.Г.

 

4

Современная концепция бюджетной политики России

116

Бойко А.А., Докудовская Л.С.

 

Социальные причины наркомании в РФ

118

Фаина В.А., Мирошникова А.В.

 

Способ доочистки сточных вод гальванического производства, обезвреживаемых

 

реагентным методом

120

Казьмина И.Г., Ашихмина Т.В.

 

Теоретические основы обеспечения качества производственных процессов

123

Шутова Т.С., Каблашова И.В.

 

Теоретические основы оперативного управления производством в гибких

 

производственных системах

125

Иванников С.А., Туровец О.Г.

 

Теоретические основы управления трудовыми ресурсами

128

Дмитриева А.В., Родионова В.Н.

 

Феномен мифа и его функции в системе современного общества

130

Екимова О.В., Курочкина Л.Я.

 

Формирование инновационной политики предприятия

132

Кириенко О.А., Самогородская М.И.

 

«Человек-масса» как новый социокультурный тип индивида

134

Бенда А.А., Курочкина Л.Я.

 

Экспертно-игровая подсистема формирования оптимального инвестиционного

 

портфеля предприятия

136

Иванов Д.В., Яскевич О.Г.

 

Этическая основа маркетинга в сфере здравоохранения

138

Звонорева А.И., Пастушкова О.В.

 

Эффективные методы мотивации персонала на предприятии в современных условиях

140

Учагина В.И., Родионова В.Н.

 

Ядерная энергодвигательная установка для транспортного космического модуля

142

Шматов Д.П., Гуртовой А.А.

 

5

УДК 133.522.8

АГРЕССИЯ И НАСИЛИЕ – МЕТОДОЛОГИЯ И ФИЛОСОФИЯ ПОНЯТИЙ

Аспирант кафедры философии Шагако Дмитрий Сергеевич Руководитель: д-р филос. наук, проф. Л.Я. Курочкина

В статье автор приводит различные варианты понимания сущности общенаучных категорий «агрессия» и «насилие», а также подвергнув их всестороннему философскому анализу и рассматривая их в тесной взаимосвязи, приводит собственный вариант определения этих феноменов человеческого бытия

Единая проблемная составляющая «агрессиянасилие» была и остается одним из глобальных и пока неискоренимых феноменов существования человечества. Разнообразные формы ее проявления можно наблюдать во всех уголках нашей планеты и на всех этапах общественно-исторического развития; она влияет на исторические судьбы людей, заставляет задуматься о способах и причинах своего существования. Очевидна правота А. Камю, который полагал, что бунт, закономерно содержащий в себе элементы как агрессии, так и насилия, – «это одно из существенных измерений человека. Он является нашей исторической реальностью» [1, с. 133].

Ряд исследователей, не отрицая в понятии «агрессия» поведенческого момента и наличия ущерба или его угрозы, сосредоточили свое внимание на ее внутренней, скрытой от прямого наблюдения стороне. В этом случае становится очевидна та важная роль, которую играет мотив поведения, т. е., выражаясь языком Ж. П. Сартра, «совокупность рациональных соображений, которые его (действие субъекта) оправдывают» [2, с. 457].

Для определения человеческой агрессии был предложен важный критерий, а именно то, что любая форма ее проявления, так или иначе, должна быть неразрывно связана с осознанным или неосознанным нарушением агрессором неких норм, принятых в обществе в целом или в социальной группе, к которой он относится. Именно на этом основании и должно происходить, на взгляд Де Риддера и его последователей, понимание того, является ли поведение человека агрессивным по своей сути или только внешне сходно с ним, будучи, по существу, уже упоминавшейся ранее псевдоагрессией.

Таким образом, человеческую агрессию следует рассматривать без отрыва конкретных действий от конкретной мотивации и в тесной связи с социальным контекстом данной ситуации.

Люди в процессе своего существования в обществе постоянно соотносят свои действия, в том числе и агрессивные, с действиями других людей, сравнивают и оценивают их, тем самым вкладывая в них субъективный смысл (т. е. отвечают на вопрос, для чего они это делают): социальное действие человека – это такое действие, которое «соотносится с действием других людей и ориентируется на него» [3, с. 603]. Это дает нам полное право говорить о том, что поведение человека – сложный процесс, целая «система внутренне взаимосвязанных

действий…, которая направлена на реализацию той или иной функции…».

Другими словами, действия людей всегда биологически и социально мотивированы, т. е. преследуют важную для них, но в каждом конкретном случае субъективную цель (или несколько целей) не в нанесении вреда, что является лишь возможным результатом, следствием, а в удовлетворении различного рода потребностей, достижении интересов. Этот процесс у человека как социального существа происходит только во взаимодействии (прямом или косвенном, но оно существует в любом случае) с себе подобными, с другими членами единого социума, во взаимовлиянии на сознание друг друга.

Сама человеческая агрессия как поведенческий акт, как внешнее проявление окружающей реальности всегда независима от того, кем, как и на каком основании она оценивается: «…воздействие, как таковое, не есть зло, т. к. ничто внешнее, само по себе, не может быть ни добром, ни злом… Тот, кто нравственно осуждает внешнее, тот дает свою оценку» [4, с. 66].

Говоря о реальной агрессии, стоит, видимо, встать на позицию тех исследователей, которые в качестве объекта агрессивного воздействия выделяют не только человека, но и другие живые существа, а также неживые, в том числе абстрактные, объекты. Последний момент особенно важен, т. к. достаточно вспомнить хотя бы распространенные примеры такого социального явления, как вандализм – физический, когда люди в процессе своего агрессивного поведения уничтожают чужие или даже свои вещи, начиная от разбивания тарелок на кухне и машин на улицах и заканчивая разрушением целых городов, и духовный, когда могут уничтожаться и некоторые типы культурного капитала того или иного общественного строя (например, искоренение неугодной по различным причинам идеологии, языка и т. д., что в перспективе может приводить к духовной смерти целых народов). В данном случае мы имеем дело с перенесением субъектом агрессии с себе подобного на неодушевленные предметы.

Итак, агрессия человека – это всегда мотивированный (мотив может быть скрытым или явным, но он, в любом случае, наличествует) тип социального действия, форма общественного поведения людей и их групп (вплоть до уровня всего общества), одним из обязательных результатов которого является угроза причинения и (или) само причинение агрессором объекту своего

6

нападения – любым живым существам или неживым предметам, являющимся их «заменителями», любого вида физического и (или) психологического вреда (ущерба).

Подобному анализу следует подвергнуть и другую составляющую рассматриваемой нами единой проблемы «агрессия-насилие». Как и в случае с агрессией, общепризнанного определения насилия до сих пор не выработано; вокруг данного феномена человеческой жизни существует огромное количество подчас абсолютно противоречивых суждений.

Ряд исследователей обобщает понятия «насилие» и «конфликт». В качестве показательного примера можно привести определение А. Гуггенбюля, который подразумевает под насилием «форму эскалации агрессивного выяснения взаимоотношений сторон».

Иногда насилие соотносится с такой внутренней чертой человека, как жестокость. Например, криминолог Ю. М. Антонян видит в насилии «намеренное и осмысленное причинение [человеком] другим [людям] мучений и страданий ради них самих или достижения других целей либо как угроза такого причинения» [4, с. 14]. Отдельные исследователи рассматривают насилие лишь в политическом контексте, только через призму властных отношений и нарушения чьей-либо свободы, соединяя его с понятием «принуждение».

Каждый насильственный акт является прямым следствием, выражением агрессивных действий. Вероятно, поэтому многие исследователи и рассматривают их тождественными друг другу. Как верно заметил Р. Мэй, «агрессия и насилие справедливо связаны в общественном сознании – обычно говорят об агрессии и насилии…». Однако, несмотря на наличие очевидной и тесной взаимосвязи между этими понятиями, насилие имеет ярко выраженные отличительные черты.

Во-первых, для того, чтобы принять форму насилия, агрессивные действия обязательно должны заключать в себе субъективно отрицательный смысл, т. е. они расцениваются в данном сообществе как нежелательные, незаконные, не соответствующие определенным нормам морали.

Во-вторых, для полного понимания сути насилия следует подробнее остановиться на характеристике понятия «социальное взаимодействие», которое следует рассматривать как действие одних субъектов (и одновременно объектов) этого взаимодействия относительно других. При этом следует учитывать, что если подобного рода действия расцениваются одним из субъектов-объектов взаимодействия как противоречащие их устремлениям (т. е., можно сказать, происходит акт «недобровольного взаимодействия»), то речь начинает заходить уже о таком понятии, как «принуждение», которое выступает одной из важнейших характеристик насилия.

Другими словами, мы считаем, что во всех тех случаях, когда субъекты взаимодействия заставляют, принуждают объекты совершать какие-

либо действия (физическим, психологическим (с помощью вербальных угроз) путями или комплексно) против воли, устремлений, установок последних, и они это осознают, оценивают с позиции «недобровольно», то имеет место быть явление «насилия».

Таким образом, еще одним из центральных элементов в объяснении феномена насилия выступает понятие «отрицательно оцениваемого принуждения» как составной части социального взаимодействия, которое нарушает благополучие воли объекта этого взаимодействия, в результате чего он может испытывать прямой физический ущерб или психологический дискомфорт, т. е. «испытывать насилие».

Обобщая все вышесказанное, следует отметить, что насилие и агрессия – это две составляющие одного явления человеческой жизни, существующие неразрывно друг от друга, как его биологическая и социальная стороны. Их основное различие, с нашей точки зрения, заключается в том, что агрессия есть, видимо, результат его природного происхождения, но затем начинает зависеть и от сферы сознания, т. е. присутствует в его жизни одновременно и объективно, и на ценностном уровне. Насилие, в свою очередь, есть понятие, созданное сугубо с помощью человеческого разума, т. е. субъективно-социально-человеческое по своему характеру, и заключает в себе его ценностный уровень осознания действительности бытия. Насилие не может быть благом, т. к. оно по своей субъективной сути является понятием отрицательным, приводящим к разрушениям, страданиям (физическим и психологическим) и лишениям, что никак не может быть расценено как положительное явление.

Литература

1.Камю А. Бунтующий человек. Философия. Политика. Искусство / А. Камю. М.: Политиздат, 1990. 415 с.

2.Сартр Ж.П. Бытие и ничто: Опыт феноменологической онтологии / Ж.П. Сартр. М.: Республика, 2004. 639 с.

3.Вебер М. Основные социологические понятия / М. Вебер // Вебер М. Избранные произведения / М. Вебер. М.: Прогресс, 1990. С.

602-643.

4.Ильин И.А. О сопротивлении злу силой /

И.А. Ильин. М.: ДАРЪ, 2005. 464 с.

5.Антонян Ю.М. Психология убийства / Ю.М. Антонян. М.: Юристъ, 1997. 304 с.

7

УДК 541.183

АДСОРБЦИОННО-ДЕСОРБЦИОННЫЕ ПРОЦЕССЫ ПРИ ПОГЛОЩЕНИИ АММИАКА ТЕРМОХИМИЧЕСКИМИ МОДИФИЦИРОВАННЫМИ СИЛИКАГЕЛЯМИ

Студент группы БЖТ-061 Шмакова Светлана Сергеевна Руководитель: канд. хим. наук, доц. В.П. Горшунова

Представлены материалы исследования сорбционных свойств термохимически модифицированных силикагелей разной пористости по отношению к аммиаку. На основе изучения процессов десорбции предложен механизм поглощения аммиака данными сорбентами

Результаты исследования поглотительных свойств крупнопористого силикагеля показали, что [1] дополнительная химическая обработка его раствором сульфата меди приводит к увеличению адсорбции аммиака. Интересно было выявить влияние размера пор на сорбционную способность кремнеземных сорбентов, к которым относятся силикагели.

Исследовали силикагели разной пористости: КСКГ – крупнопористый силикагель и КСМГ – мелкопористый силикагель. Химическую обработку термически модифицированных сорбентов проводили 0,1 М раствором сульфата меди в течение 24 часов при комнатной температуре, после чего высушивали их в сушильном шкафу при температуре 120 – 130 оС до постоянной массы. Далее изучали адсорбцию паров аммиака эксикаторным методом, сущность которого состоит в насыщении помещенного в бюкс сорбента парами адсорбтива до установления равновесия при заданной температуре.

На рис. 1 представлена кинетическая зависимость адсорбции от времени для объемной концентрации 100 мг/м3.

Рис. 1 Зависимость адсорбции аммиака от времени на химически модифицированных силикагелях:

1 – силикагель марки КСКГ; 2 – силикагель марки КСМГ

В эксикаторах создавали среду аммиака с объемными концентрациями 5, 10, 20, 50, 100, 200 и 400 мг/м3. По кинетическим кривым, полученным для каждой объемной концентрации, строили

 

C

 

изотерму адсорбции в координатах а, мг/г –

NH

,

3

 

 

мг/м3.

На рис.2 показана изотерма адсорбции для химически модифицированных силикагелей разной пористости.

Рис. 2 Изотерма адсорбции химически модифицированных силикагелей разной пористости: 1 – силикагель марки КСКГ; 2 – силикагель марки КСМГ

На основании анализа результатов опыта можно сделать вывод о том, что адсорбция аммиака на химически модифицированном силикагеле марки КСМГ (мелкопористом) значительно выше, чем на крупнопористом силикагеле (от 2,3 до 2,8 раз). Это хорошо согласуется с особенностями структуры силикагелей. Как известно [2], на поверхности силикагелей имеются силанольные группы ≡ SiOH , которые при сближении друг с другом на расстоянии 0,3 нм могут взаимодействовать друг с другом. При этом образуется вицинальная группа. Такое взаимодействие может происходить с большей вероятностью в мелкопористом силикагеле. Обе эти структурные группы являются более активными по сравнению с силоксановыми группами и могут образовывать водородные связи с аммиаком.

Так как удельная поверхность мелкопористого силикагеля значительно больше, чем крупнопористого (у КСМГ – 450 – 480 м2/г, а у КСКГ – 250 – 400 м2/г), то таких активных групп у мелкопористого силикагеля будет значительно больше, чем у крупнопористого силикагеля. Кроме того, в результате пропитки силикагелей раствором

8

медного купороса их поры содержат аква - комплекс [Cu(H2O)4]2+. Характерный голубой цвет появляется после обработки раствором CuSO4 на гранулах крупнопористого силикагеля. Что касается мелкопористого силикагеля, то голубой цвет практически отсутствует. После проведения процесса сорбции на силикагеле марки КСКГ наблюдается интенсивный синий цвет, характерный для аминокомплексов меди [Cu(NH3)4]2+. У мелкопористого силикагеля цвет изменяется незначительно, преимущественно при больших объемных концентрациях аммиака. Значит,

происходит реакция

[Cu(H2O)4]2+ + 4NH3 = [Cu(NH3)4]2+ + 4H2O

Это свидетельствует о том, что в процессе поглощения аммиака силикагелями наряду с образованием водородной связи аммиака с силанольными и вицинальными группами происходит образование донорно-акцепторной связи с катионом меди. Прочность этого комплекса сравнительно велика. Она определяется на основании расчета константы диссоциации аммиачного комплекса меди [3]:

 

C

 

C

 

 

 

 

 

 

4

 

 

 

Cu

2

NH

 

= 9,33∙10-13

Kнест. =

 

 

3

]

 

[Cu(NH

)

 

 

 

 

3

4

 

 

Нами проведены опыты по десорбции аммиака химически модифицированными сорбентами на воздухе при комнатной температуре. Насыщение проводили в среде аммиака с объемными концентрациями 20, 100 и 400 мг/м3. Результаты представлены на рис. 3, 4 и 5.

Рис. 3. Десорбция аммиака химически модифицированными сорбентами, насыщенными при объемной концентрации газа 20 мг/м3: 1 – КСКГ; 2 – КСМГ

Из анализа результатов опытов видно, что при десорбции аммиака на сорбентах, насыщенных при объемной концентрации 20 мг/м3, легче десорбируется аммиак с силикагеля марки КСКГ (87 мг/г), а у силикагеля марки КСКГ десорбция составила 64,8 мг/г сорбента. Причем в первом случае для этого понадобилось 57 часов, в то время как для десорбции 64,8 мг/г у мелкопористого силикагеля понадобилось 83 часа. Следовательно, это количество аммиака связано с поверхностью сорбентов преимущественно силами физической адсорбции – силами Ван-дер-Ваальса. Иными

словами физическая адсорбция преобладает у крупнопористого силикагеля при насыщении его в

атмосфере аммиака с объемной концентрацией 20 мг/м3.

Рис. 4 Десорбция аммиака химически модифицированными сорбентами, насыщенными при объемной концентрации газа 100 мг/м3: 1 – КСКГ; 2 – КСМГ

Рис. 5. Десорбция аммиака химически модифицированными сорбентами, насыщенными при объемной концентрации газа 400 мг/м3: 1 – КСКГ; 2 - КСМГ

Процессы десорбции на поверхности сорбентов после их насыщения в атмосферах аммиака 100 и 400 мг/м3 показали другую картину, а именно: большая десорбция наблюдается у мелкопористого силикагеля. Для насыщенного при 100 мг/м3 она равна 97,8 мг/г, а при 400 мг/м3 – 146 мг/г. Для крупнопористого – 65,3 мг/г и 77,1 мг/г соответственно. Это можно объяснить тем обстоятельством, что в среде с большим содержанием адсорбата в мелких порах происходит многослойное их заполнение с физическими силами взаимодействия между слоями молекул. Чем больше объемная концентрация аммиака, тем больше происходит заполнение микропор.

Что касается крупных пор, то они являются лишь транспортными каналами, по которым проходят молекулы адсорбата к более эффективным

всмысле адсорбции узким порам. В них ван-дер- ваальсовы силы могут проявить свое действие лишь

впределах мономолекулярного слоя.

Результаты изучения процесса десорбции аммиака при повышенных температурах в потоке

9

горячего воздуха представлены в таблице. Десорбция аммиака (мг/г) химически

модифицированными сорбентами разной пористости, насыщенными в парах аммиака с объемной концентрацией 100 и 400 мг/м3

 

 

Насыщение при

 

Насыщение

 

 

C

NH

= 100мг/м3

 

при

 

 

 

 

 

3

 

 

 

C

 

=400

 

 

 

 

 

 

 

NH

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

мг/м3

 

 

Условия

Силика

Силик

 

Силика

Сили

десорбции

гель

 

агель

 

гель

 

кагел

 

 

марки

 

марки

 

марки

 

ь

 

 

КСКГ

 

КСМГ

 

КСКГ

 

марк

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

и

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

КСМ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Г

На

воздухе

 

 

 

 

 

 

 

 

 

при

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

комнатной

65,3

 

97,8

 

77,1

 

146,0

температур

 

 

 

 

 

 

 

 

 

е

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

В

потоке

 

 

 

 

 

 

 

 

 

горячего

 

 

 

 

 

 

 

 

 

воздуха при

53,2

 

216,9

 

53,4

 

148,3

150 – 175оС,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(время 3 ч)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

В

потоке

 

 

 

 

 

 

 

 

 

горячего

 

 

 

 

 

 

 

 

 

воздуха при

15,2

 

4,4

 

16,2

 

11,9

250-275оС,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(время 3 ч)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Выдерживание

адсорбентов,

насыщенных в

среде аммиака с концентрацией 100 и 400 мг/м3, в сушильном шкафу при 150 – 175 оС показало следующие результаты. Десорбция крупнопористого силикагеля составила за 3 часа 53,2 мг/г, а мелкопористого – 216,9 мг/г. Причем дополнительное выдерживание образцов при этой температуре еще 4 часа не увеличило десорбцию. Поскольку вообще все виды сорбции у мелкопористого силикагеля преобладают, то и десорбция адсорбтива у мелкопористого силикагеля больше по сравнению с крупнопористым. Можно предположить, что при температуре 150-175 оС, десорбируются молекулы аммиака, связанные с сорбентом водородными связями. Чтобы произошла десорбция химически связанных молекул аммиака в аминокомплексах с катионом меди, следует повысить температуру десорбции. И действительно, при 250 – 274оС происходит изменение цвета: крупнопористый силикагель приобретает более светлую окраску голубовато-зеленых тонов, а мелкопористый силикагель становится бесцветым. Значит, начинается удаление молекул аммиака,

связанных с катионом меди Cu2+

донорно-

акцепторными

связями,

и

разрушение

аминокомплексов. Эти процессы несколько более выражены у силикагеля марки КСКГ.

Таким образом, исследование поглотительных свойств химически модифицированных

кремнеземных сорбентов (силикагелей) разной пористости по отношению к аммиаку показало следующее:

-большей адсорбционной способностью обладает мелкопористый силикагель марки КСМГ, причем наибольшая разница наблюдается при малых объемных концентрациях аммиака;

-механизм десорбции аммиака на воздухе при комнатной температуре отличается в зависимости от

условий насыщения аммиаком: при малых объемных концентрациях аммиака (до 20 мг/м3) большая десорбция наблюдается у крупнопористого силикагел. Значит, химическое взаимодействие между молекулами аммиака и находящимися в порах аквакомплексами меди не происходит; у мелкопористого силикагеля также в этих условиях происходит физическая адсорбция;

-при температуре 150 – 175 оС механизм

десорбции меняется. Насыщенные аммиаком при объемных концентрациях 100 и 400 мг/м3 силикагели КСКГ и КСМГ теряют аммиак поразному: в большей мере наблюдается десорбция у мелкопористого силикагеля. Следовательно, при этой температуре разрываются водородные связи структурных групп на поверхности сорбента. Химически связанный аммиак удерживается на поверхности как силикагеля марки КСКГ, так и силикагеля марки КСМГ;

-десорбция химически связанных молекул аммиака происходит при температуре выше 250 оС; наблюдается изменение цвета и потеря массы образцов. Так как диаметр пор у крупнопористого силикагеля больше, то габаритные аквакомплексы легче проникают в поры КСКГ и затем реагируют с

аммиаком с образованием аминокомплексов. При нагревании выше 250 оС они теряют аммиак, и происходит их перестройка. В меньшей мере это наблюдается у мелкопористого силикагеля из-за стерического фактора. Габаритным аквакомплексам труднее проникнуть в мелкие поры, поэтому химическая составляющая адсорбционного взаимодействия здесь меньше.

-химически модифицированный силикагель может использоваться для поглощения аммиака в вентиляционных выбросах, а также связывания аммиака в средствах защиты органов дыхания, поскольку в этом случае помимо физических сил, водородной связи, между адсорбентом и аммиаком действуют химические силы.

Литература

1.В.П. Горшунова, Б.А. Спиридонов, В.И. Федянин. Изучение сорбционных процессов модифицированными сорбентами по отношению к аммиаку. Вестник ВГТУ, вып. 12, № 5, с. 175 – 177.

2.Модифицированные кремнеземы в сорбции, катализе и хроматографии / Под ред. Г.В. Лисичкина. – М.: Химия,1986. – 248 с.

3.Рабинович В.А. Краткий химический справочник / В. А. Рабинович, З. Я. Хавин. – С.-Пб.: Химия, 1997. – 392 с.

10