Монография обобщает научный и практический опыт, накопленный в области химии и технологии нанодисперсного кремнезема в нашей стране и в мировой практике. Внимание авторов направлено на рассмотрение коллоидно-химических основ золь-гель технологий синтеза гибридных органо-неорганических наночастиц и пористых материалов, частиц с полой структурой, легированных оксидами элементов с полой структурой, легированных оксидами элементов и металлами, покрытий, мембран, объемных непористых тел. Анализ различных вариантов проведения золь-гель процесса представлен с учетом реакционной способности кремнезема, современных теорий фазообразования и агрегативной устойчивости дисперсных систем. Приведены рецептуры и основные технологические параметры золь-гель синтеза функциональных наноматерилов с различными параметрами состава, дисперсности, пористости, структуры и морфологии. Для широкого круга научных работников, специалистов-практиков различных отраслей промышленности, студентов и аспирантов, занимающихся синтезом наносистем.

Исследованы превращения высокомолекулярных гетероатомных соединений (смол, асфальтенов) мазута нефти Усинского местороения (Республика Ком) в процессе термического крекинга при температурах 350-450 оС в присутствии инициирующих добавок - ферросфер энергетических зол. Определены структурно-групповые параметры молекул смол и асфальтенов исходного мазута и продуктов термолиза с использованием данных элеметного состава, мол. массы, ПМР-спектроскопии.

В лабораторных условиях исследовано влияние высоковязкой нефти Усинского месторождения на оксигеназную активность аборигенной почвенной микрофлоры. После периода адаптации, микроорганизмы приспосабливаются к углеводородам высоковязкой нефти и скорость биохимического окисления возрастает. За 60 суток эксперимента утилизация нефти составила 50 %. Анализ остаточных углеводородов нефти методом ИК-спектрометрии показал появление полос поглощения в области 1070, 1165, 1730, 1270, 3300 см-1, что указывает на присутствие большого количества кислородсодержащих соединений и свидетельствует о процессах окисления углеводородов нефти. Хроматомасс-спектрометрический анализ подтвердил интенсивность биодеструкции: утилизация насыщенных ациклических УВ составила 77.5 %, циклических - 99.2 %, алкилбензолов - 99 %, биоароматических - 97-99 %, триароматических - 96 % и полиароматических - 97 %.

С использование современных масс-спектральных и радиоспектрометрических методов установлен структурно-групповой состав мезозойских нефтей Восточно-Гобийского (Дзунбаянского) и Тамсагского нефтеносных районов, а также содержащихся в них углеводородов, смол и асфальтенов. Показаны доминирующая роль алканов, алкилмоноцикланов и алкилмоноаренов среди углеводородов и высокая распространенность алифатических структурных фрагментов в составе высокомолекулярных гетероорганических компонентов нефтей. Эти особенности состава свидетельствуют о том, что описанные нефти практически не были затронуты процессами микробиальной деградации.

Методом инфракрасной спектрометрии исследованы спектры поглощения в области 16-20 мк сернистых концентратов, выделенных из топлив ДА, ТС-1, Т-1. Получены характеристики соединений, входящих в группу "остаточной" серы.

Исследовано влияние модифицирования высококремнеземного цеолита типа ZSM-5 оксидами галлия, цинка, кадмия и смесью редкоземельных элементов на его кислотные и каталитические свойства в реакции ароматизации смеси алканов С3-С4. Показано, что модифицирование приводит к увеличению силы кислотных центров цеолита и селективности образования ароматических углеводородов по сравнению с Н-ВКЦ. Энергии активации десорбции аммиака на цеолитных катализаторах составляют для низкотемпературной формы I 28-43 кДж/моль, высокотемпературных форм II - 30-110 и III - 250 кДж/моль.

Исследованы кинетические зависимости процесса набухания комплексов Li [t-C4H9OB(OR)3] (R=C5H11, C6H13, C7H15, C8H17, C10H21, C12H25) в гептане от длины алкильной группы и температуры. Коэффициент максимального насыщения комплексов растворителем в любом временном интервале зависит от длины R и температуры; с удлинением R критическая температура набухания комплексов повышается. Комплексы набухают неограниченно. Определены кинетические параметры набухания комплексов.

Проведены исследования пластовых флюидов месторождения Тамсагбулаг (Монголия) для разработки комплексного физико-химического метода интенсификации добычи нефти и увеличения нефтеотдачи с применением микроорганизмов. Пластовые условия месторождения способствуют формированию разнообразного биоценоза, представленного микроорганизмами родов Arthrobacter, Pseudomonas, Bacillus, Micrococcus, Flavobacterium. Микрофлора положительно реагирует на внесение нефтевытесняющей композиции в концентрации 5 % в качестве источника азотного питания. Пластовая микрофлора обладает углеводородокисляющей активностью со степенью биодеструкции вязкой нефти 8.15 с накоплением продуктов метаболизма, снижающих поверхностное натяжение от 70 до 42 мН/м. Хроматографический и ИК-спектрометрический анализы подтвердили глубокие деструктивные изменения углеводородов вязких нефтей. При этом коэффициент окисленности (С=О) увеличился в 16 раз. При моделировании вытеснения вязкой нефти с применением комплексного метода получен относительный прирост коэффициента нефтевытеснения 14,4 %.

Выделены и методами масс-спектрометрии и ИК-спектроскопии изучены концентраты высокомолекулярных нефтяных фенолов и их триметилсилильных производных. В исследованных концентратах идентифицированы гомологические ряды многоатомных фенолов - бис-гидроксифенилметанов и других классов фенольных соединений с неконденсированными ароматическими ядрами с брутто-формулами СnH2n-14O2, CnH2n-16O2 и CnH2n-22O3, о присутствии которых в составе концентратов нефтяных фенолов ранее не было известно.

Приведены результаты восстановления модели нефтешлама от загрязнения с помощью комплексного микробиологического и физико-химического метода. Показано, что отмыв моющей композицией снижает загрязненность грунта на 55-75 %. Последующая биодеструкция аборигенной микрофлорой дополнительно снижает загрязнение за месяц на 20-30 %. В механической части шлама микрофлору целесообразно стимулировать азот- и фосфорсодержащими минеральными субстратами, а в отработанной воде минеральное питание обеспечивается компонентами композиции. Изменения структурно-группового и индивидуального состава углеводородов в отработанной воде соответствуют начальной стадии биодеградации, а в открытом грунте - средней, что свидетельствует о низкой активности аборигенной микрофлоры.

Изучены кинетика кислотного гидролиза и термодинамика изомеризации трео- и эритродиастереомеров 9-(1-метокси-2-гидроксипропил)карбазола. Показано, что гидролиз протекает по механизму А1 с образованием в лимитирующей стадии b-гидроксикарбений-иммониевого иона. По гидролитической активности трео- и эритро-диастереомеры различаются незначительно. В основном состоянии трео-диасттереомер термодинамически более устойчив, чем эритро-диастереомер, вероятно, из-за образования внутримолекулярной водородной связи ОН...ОСН3 в наиболее заселенной конформации трео-диастереомеров 9-(1-метокси-2-гидроксипропил)карбазола методом молекулярной механики.

Методами ИК и хроматомасс-спектрометрии исследован качественный и количественный состав органических соединений в донных отложениях водных объектов Республики Алтай. Выявлены особенности компонентного состава и молекулярно-массового распределения алканов, полициклоароматических углеводородов и кислородсодержащих соединений. Показано, что общий уровень органического загрязнения донных отложений водных объектов данного региона носит умеренный характер и не представляет серьезной экологической опасности.