Питання хімії та хімічної технології (ННІ УДХТУ)

Permanent URI for this communityhttps://crust.ust.edu.ua/handle/123456789/21015

ENG: Voprosy Khimii i Khimicheskoi Tekhnologii / Issues of Chemistry and Chemical Technology (USUCT)

Browse

Now showing 1 - 40 of 45

Atomic Emission Determination of Cesium in Table Salt and Brines
(Ukrainian State University of Science and Technologies, Dnipro, 2025) Yurchenko, O.I.; Chernozhuk, T.V.; Baklanov, A.N.; Nikolenko, M.V.; Cherginets, V.L.; Rebrov, A.L.
ENG: Atomic emission spectrometry has been shown to be one of the most effective methods for determining cesium content in table salt and brines after preconcentration by coprecipitation. The most efficient collectors for cesium coprecipitation are ferrocyanides with the general formula MeII 2Fe(CN)6 (Me=Cu, Co, Ni). It was found that using copper ferrocyanide enables the extraction of up to 92% of cesium from solution. However, in water, brines, and salt solutions, cesium often exists in forms that cannot be coprecipitated (in more than 50% of cases). Therefore, organic cesium compounds (humic and fulvic acids) must be destroyed. The effect of ultrasound on highly mineralized waters, brines, and salt solutions to convert cesium compounds into coprecipitable forms was studied. It was established that the main factors contributing to the intensifying effect of ultrasound are the occurrence of sonochemical reactions, as well as the mixing and dispersing actions of ultrasound. An express method for determining cesium in table salt and brines was developed, involving the destruction of organic impurities and the coprecipitation of cesium with Cu2Fe(CN)6 under ultrasonic intensification. The detection limit for cesium is 2⋅10–8 wt.%.
Use of a Wax-Containing Product from Sunflower oil Production Waste in Elastomeric Compositions
(Ukrainian State University of Science and Technologies, Dnipro, 2025) Sokolova, L.O.; Ovcharov, V.I.; Toropin, M.V.; Burmistrov, Kostiantyn S.; Tyshchenko, V.O.
ENG: To expand the range of ingredients based on renewable biological raw materials and enhance environmental protection, the effectiveness of the OS Wax product in elastomeric compositions was investigated. This product is derived from the waste generated during the winterization stage of sunflower oil production and, according to differential thermal analysis and IR spectroscopy, is a thermostable, non-volatile, long-chain saturated ester. It was found that incorporating 1.0–2.0 phr of OS Wax as a processing additive in elastomeric compositions for tire manufacturing initiates and enhances the sulfur vulcanization process, reduces heat generation, and positively influences the Payne effect due to its structure and the reduction of the effective activation energy of sulfur vulcanization. At the same time, the dynamic and physical-mechanical properties of the rubber remain comparable to those prepared with petrochemical microwaxes of the SVOZ-75 U grade.
Scientific and Experimental Justification for the Industrial Application of Accelerated Electrochemical Methods for Testing Resistance to Intergranular Corrosion
(Ukrainian State University of Science and Technologies, Dnipro, 2025) Derhach, T.О.; Sukhomlyn, D.A.; Hlushkova, D.B.; Baliev, A.Ye.
ENG: The purpose of this work is to provide a scientific and experimental justification for the widespread industrial application of accelerated electrochemical methods for testing the resistance of austenitic stainless steel products to intergranular corrosion as an alternative to prolonged (up to 240 hours) boiling tests in acid solutions. A large-scale comparative study was conducted using standardized methods for assessing the intergranular corrosion resistance: (a) in weakly oxidizing environments – an accelerated electrochemical method of potentiostatic etching in 1 N HClO4+0.25 N NaCl, compared with a prolonged test involving the boiling of samples in 35% H2SO4 with the addition of CuSO4 and metallic copper (Practice E, ASTM A-262); and (b) in highly oxidizing environments – an accelerated electrochemical method of anodic etching of metallographic sections in 10% H2C2O4 ⋅2H2O, compared with a prolonged test involving the boiling of samples in 65% HNO3 (Practices A and C, ASTM A-262, respectively). The study was conducted on experimental 304L-type stainless steel samples with a carbon content of 0.018–0.05%, sensitized under different conditions, as well as on industrially manufactured Cr–Ni and Cr–Ni–Mo stainless steel products. A strong correlation was found between the results obtained using the proposed accelerated methods and the traditional prolonged tests. Additionally, quantitative criteria for satisfactory intergranular corrosion resistance were established when testing by the potentiostatic etching and Practice A methods. The study demonstrated the high corrosion resistance of special Σ3 twin grain boundaries when using method A, as described in the coincident site lattice theory. The obtained results support the recommendation of using the accelerated potentiostatic etching and Practice A methods as viable alternatives to prolonged testing procedures in industrial production of austenitic stainless steel products.
Вплив Cr2O3 на температурний коефіцієнт лінійного розширення скла в оксидній системі Na2O–B2O3–SiO2
(Український державний університет науки і технологій, Дніпро, 2025) Маценко, С. В.; Голеус, Віктор Іванович; Рижова, Ольга Петрівна
UKR: У роботі експериментально визначено показники температурного коефіцієнта лінійного розширення (ТКЛР) стекол системи Na2O–B2O3–SiO2–Cr2O3 з наступним вмістом компонентів (мол.%): 19,6–41,8 Na2O; 15,7–34,8 B2O3; 29,4–59,7 SiO2; 0,5–2,0 Cr2O3. ТКЛР дослідних стекол ( , К–1) в діапазоні температур 20–4000С залежить головним чином від вмісту в їх складі оксидів Na2O, B2O3 і SiO2 та з достатньою точністю може бути розрахований за адитивною формулою: αx107 = 2,587 [Na2O]+0,444[B2O3]+ 0,353[SiO2]+0,905[Cr2O3], де [Na2O], [B2O3], [SiO2], [Cr2O3] – вміст оксидів у склі (мол.%). Точність розрахунків за даною формулою підтверджено коефіцієнтом парної кореляції (0,995) між розрахунковими і експериментальними значеннями ТКЛР дослідних стекол. За значеннями коефіцієнтів адитивності встановлено ступінь впливу оксидних компонентів на ТКЛР дослідних стекол в ряду: Na2O>Cr2O3>B2O3>SiO2. Незважаючи на достатньо високий коефіцієнт адитивності Cr2O3, парціальний вплив хром(ІІІ) оксиду на показник ТКЛР дослідних стекол є незначним, що обумовлено вмістом даного оксиду в межах 0,5–2,0 мол.%. Вказана розрахункова методика рекомендується до використання при розробленні нових складів штучних хромових авантюринових стекол, кристалічних керамічних глазурей та емалевих покриттів.
An Efficient Synthetic Route to Substituted Xanthene Analogues
(Ukrainian State University of Science and Technologies, Dnipro, 2025) Varenichenko, S. A.; Kovtun, A.V.; Farat, V. K.; Farat, O. K.
ENG: The reactions of N-[(9-chloro-1,2-dihydrocyclopenta[b]chromen-3-yl)methylene]-Nmethylmethanaminium and N-[(11-chloro-7,8,9,10-tetrahydrocyclohepta[b]chromen-6- yl)methylene]-N-methylmethanaminium perchlorates with (1- phenylethylidene)malononitrile were studied in boiling acetonitrile in the presence of piperidine. These reactions led to the formation of new organic dyes, [(2E)-1-phenyl-3- (9-piperidin-1-yl-1,2-dihydrocyclopenta[b]chromen-3-yl)prop-2-en-1- ylidene]malononitrile and [(2E)-1-phenyl-3-(11-piperidin-1-yl-7,8,9,10- tetrahydrocyclohepta[b]chromen-6-yl)prop-2-en-1-ylidene]malononitrile, obtained in high yields. The structures of the products were confirmed by 1H NMR spectroscopy, mass spectrometry, and elemental analysis. The observed spin-spin coupling constants indicated that the products adopted the E-configurations of the double bonds. The reaction mechanism was determined to proceed via a Knoevenagel condensation followed by nucleophilic substitution of chlorine with a piperidine fragment. Spectroscopic investigations of the dyes were performed in organic solvents, in particular acetonitrile and chloroform. For [(2E)-1-phenyl-3-(9-piperidin-1-yl-1,2-dihydrocyclopenta[b]chromen3-yl)prop-2-en-1-ylidene]malononitrile, the absorption maximum was ~605 nm, and the emission maximum was ~685 nm, with a quantum yield of 34.62% in acetonitrile and 16.84% in chloroform. In contrast, [(2E)-1-phenyl-3-(11-piperidin-1-yl-7,8,9,10- tetrahydrocyclohepta[b]chromen-6-yl)prop-2-en-1-ylidene]malononitrile exhibited an absorption maximum at 607 nm with negligible fluorescence. The synthesized dyes may be of interest to researchers in the field of dye chemistry and related areas.
Crystal Structure of the Mixed-Ligand Complex of Co(II) with Succinic Acid and Pyridine
(Ukrainian State University of Science and Technologies, Dnipro, 2025) Trunova, O. K.; Zheleznova, L. I.; Dyakonenko, V. V.; Sliusarchuk, L. I.; Shtokvysh, O. I.; Berzenina, Oksana V.
ENG: A new mixed-ligand complex {[CoCHO)⋅2Ðó]⋅2H2O}n was synthesized via the interaction of equimolar amounts of cobalt nitrate and sodium succinate in the presence of pyridine at pH 5.5–6.0. The complex was investigated by X-ray structure analysis, elemental analysis, UV/VIS and IR spectroscopies, and differential thermal analysis. The complex is a one-dimensional coordination polymer and crystallizes in the orthorhombic space group Pbca with unit cell parameters a=11.8945 Å , b=8.9064 Å , c=15.1116 Å , α=β=γ=90 Celsius degrees. The atom of cobalt has a slightly distorted octahedral N2O4 environment and forms Co–N bonds with two molecules of pyridine and Co–O bonds with the carboxyl groups of two symmetric succinic acid molecules. The coordination number Co(II) is supplemented up to 6 by two water molecules, which are located in the axial plane of the coordination polyhedron. Due to the monodentate coordination of two symmetrically independent carboxylate oxygen atoms of one succinic acid molecule, one-dimensional coordination polymer chains are formed. Polymer chains in the crystal are united by intermolecular hydrogen bonds, which leads to the formation of layers packed in the crystal parallel to the (001) plane. Hirschfeld surface analysis and two- dimensional fingerprint plots were used to analyze the intermolecular interactions present in the crystal.
Електролітичне осадження залізних покриттів із метансульфонатного електроліту
(Український державний університет науки і технологій, Дніпро, 2025) Проценко, Вячеслав Станиславович; Данилов, Ф. Й.; Васильєва, О. О.; Поліщук, Ю. В.; Сухий, Костянтин Михайлович
UKR: Охарактеризовано процес електроосадження залізних покриттів із водних розчинів на основі метансульфонатного (Fe(CH3SO3)2) та сульфатного (FeSO4) електролітів із метою розробки «зеленої» технології формування нанокристалічних покриттів з покращеними механічними й антикорозійними властивостями. Вплив ключових параметрів процесу (густини струму, температури та pH) оцінювали за виходом за струмом, мікроструктурою, мікротвердістю та корозійною стійкістю покриттів. При всіх інших однакових умовах вихід за струмом в метансульфонатному електроліті суттєво вищий, ніж у сульфатному, і сягає 95–96%. Поляризаційні вимірювання показали, що причиною суттєвого зростання виходу за струмом є вища перенапруга сумісної реакції виділення водню у ході осадження покриття із метансульфонатного середовища. Середній розмір кристалітів залізних покриттів, осаджених з метансульфонатного електроліту, знаходиться у межах від 55 до 80 нм, тоді як у сульфатному електроліті формуються покриття із субмікронним розміром кристалітів. Мікротвердість покриттів із метансульфонатного електроліту зростає від 461 до 477 кг/мм2 із підвищенням густини струму від 5 до 25 А/дм2, відповідно, суттєво перевищуючи значення, притаманні для покриттів із сульфатного розчину. Корозійні випробування в середовищі 3% NaCl продемонстрували суттєво більш позитивний потенціал корозії, нижчий корозійний струм і вищий поляризаційний опір для покриттів із метансульфонатного електроліту. Таким чином, використання метансульфонатного електроліту залізнення забезпечує високий вихід за струмом реакції осадження, підвищену мікротвердість та суттєве зростання антикорозійної стійкості одержуваних гальваноосадів, що робить його перспективним для нанесення захисних покриттів у корозійно-агресивних середовищах, а також відкриває нові можливості для відновлення вузлів та агрегатів авіаційної техніки.
Influence of Cathode Material on the Electrochemical Synthesis of Sodium Hypochlorite in Coaxial Flow Cells
(Ukrainian State University of Science and Technologies, Dnipro, 2025) Girenko, D.; Murashevych, В.; Demchenko, Р.; Velichenko, О.
ENG: The features of synthesis of sodium hypochlorite solutions in membraneless flow electrolyzers are mainly determined by the electrolyzer design, electrolysis parameters, and electrode material. In most models, titanium is traditionally used for the cathode, while other materials have not been sufficiently studied in this role. This article discusses alternative cathode materials, such as titanium Grade 2 pre-treated in different ways, various types of platinized titanium, palladium-plated titanium, and stainless steel. A comparative analysis of their effect on the efficiency of the electrolysis process and the quality of the resulting solutions is performed. It is shown that smooth titanium Grade 2 is the optimal cathode material for preparing low-concentration (up to 1500 mg/L) sodium hypochlorite solutions in many respects. An increase in the specific surface area of this material reduces the current efficiency of hypochlorite. However, when using titanium, the electrolysis process is the most energy-intensive. To reduce electricity consumption by 20–25%, it is advisable to use cathodes made of platinized titanium. Heat treatment of platinized titanium under air atmosphere additionally leads to an increase in the integral current efficiency of sodium hypochlorite from 65 to 70% and a slight increase in the energy efficiency of synthesis. The cathode material has practically no effect on the sodium chlorate impurity content, and all obtained solutions have sufficiently high purity for medical applications.
Моделювання щільності пакування частинок полідисперсного кремній карбіду в зносостійких епоксидних композитах
(Український державний університет науки і технологій, Дніпро, 2025) Полоз, О. Ю.; Ващенко, Ю. М.; Єбіч, Ю. Р.; Євдокименко, Н. М.; Гаврилюк, Ю. В.
UKR: Створення конкурентоспроможних зносостійких полімерних матеріалів, які відповідають сучасним вимогам з якості, ефективності та експлуатаційної надійності, є однією із актуальних задач полімерного матеріалознавства на сучасному етапі розвитку промисловості. Як один із напрямів вирішення цієї задачі розглядається необхідність формування в зносостійких епоксидних композитах щільного пакування частинок полідисперсного наповнювача з високою твердістю за шкалою Мооса. Метою даного дослідження є застосування найбільш поширених розрахункових методів моделювання щільності пакування частинок полідисперсного кремній карбіду для зносостійких епоксидних композитів з визначенням найбільш ефективного із них. Для досягнення поставленої мети використано оптичну мікроскопію, ситовий аналіз гранулометричного складу полідисперсного кремній карбіду із чотирьох промислових фракцій (F1000, F90, F40, F14), моделювання щільності пакування частинок наповнювача з використанням еталонних кривих за формулами Боломея, Гуммеля, Фуллера, Функа-Дингера. Встановлено зміни щільності пакування частинок полідисперсного кремній карбіду в залежності від значень коефіцієнтів в формулах еталонних кривих. З’ясовано, що найменше відхилення (15%) змодельованих кривих гранулометричного складу полідисперсного кремній карбіду від еталонних спостерігається при застосуванні формули ФункаДингера, яка враховує форму частинок дисперсного наповнювача.
Investigation of Tribological Characteristics of Polymer Coating Based on Phenylone Modified by Complex Copper (II) Compounds of the Composition [Cu(HL)X2 ] 2
(Ukrainian State University of Science and Technologies, Dnipro, 2025) Stovpnyk, O.V.; Sytar Volodymyr
ENG: Antifriction coatings based on aromatic phenylene polyamide (phenylone) were developed by introducing a copper arylamide complex with benzimidazole-2-thiocarboxylic acid as a modifying additive. The tribological properties of the phenylene-modifying additive system were investigated, focusing on the nature and concentration of the modifying additive in the polymer composition. The influence of the additive on the microhardness of the polymer coatings was assessed. The introduction of the copper arylamide complex with benzimidazole-2-thiocarboxylic acid as a modifying additive resulted in changes to the polymer matrix structure, forming strong chemical bonds between polymer chains, which improved the strength of materials and reduced its wear susceptibility. The tribological properties of the modified coatings were characterized by a lower coefficient of friction and better wear resistance compared to unmodified coatings. The developed coatings can be widely applied in various industries, such as mechanical engineering, aviation, and automotive, offering benefits such as enhanced durability, wear protection, and reduced maintenance costs. Additionally, their use can contribute to lower energy consumption and reduced environmental impact.
Фізико-хімічні закономірності газокисневої конверсії метану
(Український державний університет науки і технологій, Дніпро, 2025) Сухий, Костянтин Михайлович; Гришин, Олександр Михайлович; Величко, Олександр Григорович; Надточій, Анжела Анатоліївна; Камкін, Володимир Юрійович
UKR: Виконано фізико-хімічний аналіз процесу конверсії метану за участю кисню. Oтримано дані про рівноважний склад газової фази, що утворюється, при різних температурах і складі вихідної газової фази. Oтримано графічні залежності впливу температури, частки кисню та співвідношення метану та окислювача на величину (PH2+PСO). Показано вплив частки окислювача та співвідношення його компонентів на важливі параметри процесу конверсії. Виконано розрахунок рівноважного складу конвертованої газової фази для різних співвідношень метан-окислювач, а також різних співвідношень компонентів окисної газової фази. Показано вплив зазначених співвідношень, частки кисню, температури на відновлювальний потенціал газової фази. Виконано розрахунок теплових ефектів реакцій конверсії СH4. Встановлено основні закономірності змін енергетичних характеристик, що мають місце при конверсії СH4, залежно від вихідних умов при 1100 К для різних відношень H2O/СH4, O2/СH4 та H2/СH4 у вихідній газовій суміші.
Синтез і властивості біядерної сполуки ренію(ІІІ) з коричною кислотою
(Український державний університет науки і технологій, Дніпро, 2025) Величко, О.; Голіченко, О.; Штеменко, О.
UKR: Розроблена методика синтезу, згідно з якою одержана та виділена у твердому вигляді комплексна сполука диренію(ІІІ) з коричною кислотою. Встановлено оптимальні умови синтезу: мольне співвідношення вихідних речовин (NBu4)2Re2Cl8 та коричної кислоти становить 1:5, відповідно, реакцію проводили у органічному середовищі CH3CN, в інертній атмосфері за кімнатної температури. За допомогою фізико-хімічних методів аналізу: електронної абсорбційної, ІЧ- та ПМР спектроскопій вивчена будова синтезованої комплексної сполуки та досліджені її властивості. В ЕСП розчину цільової сполуки спостерігається максимум поглинання при 630 нм, який відноситься до δ→δ-електронного переходу метал-метал для хлоридних цис-ди-µ-карбоксилатів диренію(ІІІ). В ІЧ-спектрі наявна характеристична інтенсивна смуга коливання при 1419 см–1, що відповідає валентному коливанню координованої карбоксилатної групи. Інші смуги в інтервалі 2930–3100 см–1 – валентні коливання груп СН бензольного ядра і алкільного ланцюга коричної кислоти. У ПМР-спектрі в ДМСО-d6 наявні сигнали при 7,8 м.д. (протон при С=С-групі), малоінтенсивний сигнал при 6,5 м.д. (протон -СН-групи), мультиплети в діапазоні 7,7; 7,5; 7,4 – протони бензольного ядра коричної кислоти. За результатами отриманих даних встановлено, що синтезована сполука є тетрахлороди-µ-циннаматом диренію(ІІІ) цисконфігурації з молекулами ацетонітрилу як аксіальними лігандами. Були досліджені антирадикальні властивості cis-Re2 (циннамат)2Cl4 (CH3CN)2 у взаємодії з 1,3,5-трифенілвердазильним радикалом у СH3CN. Було встановлено, що максимум поглинання 1,3,5-трифенілвердазильного радикалу повністю зникає зі спектральної картини протягом 8,1 доби. Період зниження концентрації радикалу в 2 рази становить 1,73 доби. Розраховано, що антирадикальна дія комплексної сполуки диренію(ІІІ) з коричною кислотою у 1,4 рази вища, ніж індивідуальної коричної кислоти.
Technological Parameters of Dimeric Ionene-Type Ionic Liguids Based on Tetrahydro-1, 4-Oxazine
(Ukrainian State University of Science and Technologies, Dnipro, 2025) Sverdlikovska, Olga S.; Potapchuk, M. O.
ENG: Experimental studies confirmed that introduction of allyl and hydroxyethyl groups, a benzyl fragment, and alkylaromatic radicals into the cationic center of dimeric ionenetype ionic liquids leads to a high ionic conductivity of 10–1 S cm–1 at –1230C. The synthesized dimeric ionic liquids were found to be thermally stable in the range 107–2060C. The presence of –O–CH(CH3 )–CH2– groups in the radical adjacent to the quaternized nitrogen atom was shown to enhance thermal stability. Studies of how the nature of the radical near the ionic center affects melting behavior established that the melting point of the dimeric ionene-type ionic liquids increases with an increasing number of –O–CH(CH3 )–CH2– units in the radical. In particular, correlations between temperature, chemical structure of the tetrahydro-1,4-oxazine-based dimeric ionic liquids, and their ionic conductivity were established; correlation equations are provided and their chemical basis is discussed. These findings support the proposed mechanism of property formation and demonstrate the practical relevance of the developed compounds.
Сплав мідь–нікель як потенційний електрокаталізатор для реакцій виділення кисню і окислення карбаміду: вплив анодного оброблення в низькотемпературних евтектичних розчинниках
(Український державний університет науки і технологій, Дніпро, 2025) Махота, Д. О.; Проценко, Вячеслав Сергійович; Бутиріна, Тетяна Євгенівна; Данилов, Фелікс Йосипович
UKR: Проведено експериментальне дослідження, спрямоване на встановлення впливу анодного оброблення сплаву мідь–нікель (~55 мас.% Cu) в низькотемпературних евтектичних розчинниках (DES) на електрокаталітичну поведінку у реакції виділення кисню та електрохімічного окислення карбаміду у водному лужному середовищі 1 M NaOH. Як DES були обрані евтектичні суміші холін хлориду з етилен- гліколем і карбамідом (ethaline і reline, відповідно). Анодне оброблення проводили в потенціостатичному режимі протягом 2,5 годин при потенціалах 0,3; 0,5; 0,7; 1,0; 1,35 і 1,7 В відносно срібного електрода порівняння. Методом лінійної вольтамперометрії показано, що анодне оброблення сплаву мідь–нікель в ethalineі reline за будь-якого з використаних значень електродних потенціалів призводить до збільшення поляризації реакції виділення кисню. Що стосується реакції окислення карбаміду, то за певних значень анодного потенціалу оброблення спостерігається зростання густини струму, тобто зростання електрокаталітичної активності. Специфічний характер впливу оброблення поверхні сплаву Cu–Ni в різних DES та немонотонний характер впливу потенціалу анодного оброблення на електрокаталітичну активність як в реакції виділення кисню, так і електрохімічного окислення карбаміду у лужному середовищі пояснено змінами у морфології поверхні, що приводить до відповідних змін у природі, концентрації і активності каталітичних центрів, які беруть участь у досліджуваних реакціях. Отримані у роботі результати можуть бути використані для розробки процесів електролітичного синтезу «зеленого» водню шляхом електролізу води, в яких реакція виділення кисню замінена на реакцію окислення карбаміду.
Ionic Conductivity and Glass Transition Temperature of Ionene-Type Polymeric Ionic Liquids
(Ukrainian State University of Science and Technologies, Dnipro, 2025) Sverdlikovska, Olga S.; Potapchuk M. O.
ENG: The influence of the polymeric nature of synthesized ionene-type polymeric ionic liquids based on tetrahydro-1,4-oxazine on their ionic conductivity and glass transition temperature has been investigated. Correlations between temperature, chemical structure, ionic conductivity and glass transition temperature of these ionene-type polymeric ionic liquids were established, contributing to the design principles for new polymeric and ionenetype ionic liquids with tailored properties. The identified relationships were confirmed by correlation equations, and their chemical nature was analyzed. The proposed guidelines demonstrate practical value for the development of tetrahydro-1,4-oxazine-based ionenetype polymeric ionic liquids with high ionic conductivity across a wide temperature range.
Електрохімічне оброблення сплаву нікель-хром в низькотемпературних евтектичних розчинниках
(Український державний університет науки і технологій, Дніпро, 2025) Махота, Д. О.; Бутиріна, Т. Є.; Проценко, Вячеслав Станиславович
UKR: У даній роботі розглядається вплив анодного потенціостатичного оброблення сплаву нікель-хром в низькотемпературних евтектичних розчинниках ethaline та reline (суміші холін хлориду з етиленгліколем і карбамідом, відповідно, що мають евтектичний склад) на морфологію, хімічний склад поверхні, мікрошорсткість, корозійну стійкість та електрокаталітичну активність. Електрохімічне оброблення проводилося при двох довільно обраних потенціалах, що відповідають анодному розчиненню сплаву Ni–Cr у вказаних евтектичних іонних рідинах: 0,2 і 1,0 В для ethaline та 2,0 і 2,7 В для reline (відносно срібного електрода порівняння) при температурі 250С і тривалості 150 хв. Показано, що анодне оброблення сприяє переважному розчиненню хромової компоненти сплаву. У результаті анодного оброблення спостерігається зменшення кількості дефектів на поверхні сплаву і зниження коефіцієнту мікрошорсткості Ra (від приблизно 0,46 мкм до 0,25–0,35 мкм), тобто відбувається електрохімічне полірування. Виявлено, що анодне модифікування поверхні ніхрому в низькотемпературних евтектичних розчинниках приводить до зростання корозійної стійкості та зниження електрокаталітичної активності стосовно реакцій виділення водню та кисню, а також електрохімічного окислення карбаміду у водному лужному розчині. Обговорені можливі причини спостережених ефектів.
Електрополірування нержавіючої хромонікелевої сталі 12Х18Н10Т в низькотемпературних евтектичних розчинниках
(Український державний університет науки і технологій, Дніпро, 2025) Махота, Д. О.; Бутиріна, Т. Є.; Проценко, Вячеслав Станиславович
UKR: Розглянуто основні закономірності анодного потенціостатичного оброблення сталі аустенітного класу 12Х18Н10Т (аналог AISI 321) в низькотемпературних евтектичних розчинниках ethaline і reline, що є евтектичними сумішами холін хлориду з етиленгліколем і карбамідом, відповідно. На підставі даних циклічної вольтамперометрії було обрано два значення потенціалу анодного оброблення: 0,2 В і 1,0 В в ethaline та 2,0 В і 2,7 В в reline (відносно шкали Ag електрода порівняння). Тривалість оброблення становила 150 хвилин при температурі 250С. Методами сканувальної електронної мікроскопії поверхні, вимірювання мікрошорсткості та візуального оцінювання встановлено, що у всіх випадках відбувається електрохімічне полірування сталі. Методом енерго-дисперсійного рентгенівського мікроаналізу показано, що при електрополіруванні сталі 12Х18Н10Т в ethaline і reline спостерігається вибіркове витравлювання заліза та певне накопичення вуглецю і кисню на поверхні. Виявлено, що електрополірована поверхня демонструє підвищену стійкість до корозійного руйнування в агрессивному середовищі 3% NaCl. В окремих випадках електрополірування дозволило дещо підсилити електрокаталітичну активність поверхні сталі стосовно анодної реакції, сполученої з катодним виділенням водню у водному лужному середовищі.
Prediction of the Properties of High-Energy Polymer Materials Based on Oleochemical Products
(Ukrainian State University of Science and Technologies, Dnipro, 2025) Varlan, K.Ye.; Chervakov, Oleh V.; Sukhyy, Kostyantyn M.; Belyanovskaya, Elena A.
ENG: A series of oleochemical products, namely amide derivatives of fatty acids from vegetable oils based on diethanolamine, diethylenetriamine, piperazine, and morpholine, was synthesized. The synthesized products are considered as potential components of mixed solid missile fuels: plasticizers, surfactants, and combustion regulators. To evaluate their applicability, the predicted energy characteristics of mixed compositions containing the synthesized oleochemical products were calculated, including the composition of transformation products, heat of combustion, combustion temperature, and specific volume of combustion products. The method of calculation is presented. The obtained characteristics of the compositions based on oleochemical products are comparable to the calculated values for a known composition based on liquid rubber and dioctyl adipate plasticizer: heat of combustion of 5860 kJ/kg, combustion temperature of 3450 K, and specific volume of combustion products of 0.818 m3/kg.
Електрохімічні властивості ТiОX–Рt композитів
(Український державний університет науки і технологій, Дніпро, 2025) Книш, В. О.; Шмичкова, О. Б.; Лук’яненко, Т. В.; Веліченко, О. Б.
UKR: Досліджено електрохімічні властивості ТіОх–Рt електродів з різним вмістом платини від 0,3 до 2 мг/см2, нетермооброблені та термооброблені за 5000С впродовж 3 год. Було здійснено вольтамперометричні дослідження зразків у 1 М розчині НСlО4. З отриманих циклічних вольтамперограмах випливає, що катодне відновлення кисеньвмісних сполук платини на термооброблених зразках відбувається за струмів в 1,5–2 рази нижчих, ніж на нетермооброблених, що пов’язано зі зменшенням істинної (активної) поверхні зразків в процесі термооброблення. Електрокаталітичну активність матеріалів досліджено стосовно реакції виділення кисню в 1 М HClO4. Перенапруга виділення кисню на матеріалах, які містять платину, значно нижче, ніж на TiOx електроді. Для нетермооброблених зразків перенапруга виділення кисню зменшується з ростом вмісту платини в покритті. У випадку термооброблених електродів спостерігається така сама тенденція; перенапруга виділення кисню для покриттів, де вміст платини 0,5 мг/см2 і вище, залишається незмінною. На зразку з вмістом платини 0,3 мг/см2 шар металу не є суцільним, а матеріал являє собою пористу структуру з острівцями платини на TiOx. Матеріали з вмістом Pt 0,5 мг/см2 і більше зберігають поруватість, а шар металу суцільний і рівномірний.
Дослідження молекулярної та надмолекулярної структури окремих фракцій малометаморфізованого вугілля з метою залучення їх до процесу коксування у складі вугільної шихти
(Український державний університет науки і технологій, Дніпро, 2025) Старовойт, Анатолій Григорович; Малий, Євген Іванович; Сорокін, Євгеній Леонідович
UKR: Розглянуті молекулярна та надмолекулярна структури окремих фракцій малометаморфізованого вугілля з метою залучення їх до процесу коксування у складі вугільної шихти. Існуючі технології використання малометаморфізованого вугілля у складі шихти для коксування недостатньою мірою забезпечують раціональне залучення органічної маси вугілля, що відповідно негативно відображається на індексі реакційної здатності коксу та міцності коксу після реакції з CO2. Тому було запропоновано технологічне рішення, яке спрямоване на використання густинної частини органічної маси малометаморфізованого вугілля, що за своєю молекулярною та надмолекулярною структурами відповідають органічній масі вугілля марки К. Результати досліджень показали, що видалення густинної частини органічної маси малометаморфізованого вугілля у вигляді окремої фракції дозволило знизити до 10% кількість вугілля марки К в складі шихти для коксування. Встановлено, що окрема густинна фракція малометаморфізованого вугілля сприяє інтенсифікації процесів асоціації надмолекулярних речовин графітосом і виявлений взаємозв'язок між молекулярною та надмолекулярною структурами цих окремих фракцій. Одержані наукові та експериментальні результати дозволили вирішити конкретну науково-практичну проблему – розробити наукові і технологічні засади розширення сировинної бази коксування.
Improvement of Energy Efficiency and Environmental Safety of Internal Combustion Engines by Using Binary Fuel Mixtures with Hydrogen
(Ukrainian State University of Science and Technologies, Dnipro, 2025) Bartashevskyi, Stanislav; Koveria, Andrii; Ovcharenko, Alina; Mazorchuk, Volodymyr F.
ENG: This paper addresses current issues related to improving the efficiency of fuel use in internal combustion engines and reducing the environmental impact of fuel combustion. It is demonstrated that incorporating hydrogen into mixtures with liquid fuels enhances the fuel’s energy potential and combustion completeness. This approach aligns with the goals of sustainable development by reducing reliance on liquid hydrocarbon fuels and mitigating the harmful effects of pollutant emissions. The study proposes producing hydrogen via chemical reactions directly at the point of use, in quantities required for operation. These reactions enable the use of readily available, non-toxic materials for the targeted generation of hydrogen and its incorporation into fuel mixtures. Calculations show that the energy consumption for decomposing 1 kg of water using diesel and AI-92 gasoline is 12.9 MJ/kg and 13.2 MJ/kg, respectively.
Influence of Various Factors on the Emission of Hypochlorous Acid from Sodium Hypochlorite Solutions Into the Air
(Ukrainian State University of Science and Technologies, Dnipro, 2025) Murashevych, B.; Girenko, D.; Lebed, O.; Maslak, H.; Netronina, O.
ENG: Active chlorine compounds are powerful microbicidal agents traditionally used for surface disinfection. Following the COVID-19 pandemic, the potential use of these compounds for air treatment to mitigate the spread of infectious diseases has been actively studied. A promising approach involves developing disinfection systems capable of maintaining a sufficient concentration of the most effective gaseous antimicrobial component of active chlorine –hypochlorous acid (HOCl) – in indoor air. This study investigates the influence of various factors on the emission of HOCl into the air during its bubbling through sodium hypochlorite (NaOCl) solutions. A colorimetric method for determining the total chlorine content in the air has been refined. The effects of key parameters of NaOCl working solutions on the HOCl concentration in the air have been examined. It has been demonstrated that, at a constant pH of the working solution, the total chlorine content in the air is strictly proportional to the HOCl concentration in the solution, which, in turn, can be determined using established molar distribution diagrams of active chlorine species. When electrochemically generated NaOCl working solutions (containing approximately 1100 mg/L of active chlorine) are used without additional composition adjustments, the HOCl concentration in the air can be maintained within the range of 6.0–11.6 mg/m3 . The findings of this study can be applied in the development of fumigation-based air disinfection systems and in the assessment of air contamination risks associated with chlorine-containing compounds.
Композити на основі фторполімерів і метод їх перероблення у вироби
(Український державний університет науки і технологій, Дніпро, 2025) Кабат, Олег.; Пікула, І.
UKR: Розроблені полімерні композиційні матеріали на основі фторполімерів і силікагелю та метод їх переробки у вироби. Визначено доцільність використання як наповнювача політетрафторетилену, кополімер тетрафторетилена з етиленом та полівініліденфторид дрібнодисперсного діоксиду кремнію силікагелю. Відповідно до значень коефіцієнту неоднорідності одержаних полімерних композицій встановлено, що якість розподілення силікагелю у фторполімерах при суміщенні вихідних компонентів полімерних композитів за допомогою стандартного методу змішування у швидкохідній механічній мішалці є середньою. Для її покращення була запропонована методика одержання полімерних композитів на основі фторполімерів та діоксиду кремнію силікагелю, яка полягає в in situ суміщенні вихідних компонентів їх полімерних композицій у процесі синтезу наповнювача. Розроблені полімерні композити, отримані за запропонованою методикою мають на 55–60% кращу якість розподілення ніж ті, що отримані за стандартною. Визначені основі фізико-механічні властивості (густина, напруження при межі текучості та модуль пружності при стисканні, твердість) розроблених полімерних композитів і встановлено, що їх значення мають чітку кореляцію із якістю розподілу силікагелю у фторполімерах. Так, для матеріалів, отриманих за методом in situ суміщення вихідних компонентів полімерних композицій рівень досліджених фізико-механічних властивостей на 5–20% перевищує аналогічний для композитів, отриманих за стандартною методикою перероблення.
Вплив фосфогіпсу на властивості деревинно-полімерних композитів
(Український державний університет науки і технологій, Дніпро, 2025) Криволапов, Д. С.; Сухий, Костянтин Михайлович; Баштаник, Петро Іванович; Суха, І. В.; Савченко, О. В.
UKR: Здійснено дослідження впливу фосфогіпсу на технологічні, експлуатаційні та фізикомеханічні властивості композитів на основі вторинного поліетилену високої густини, наповненого деревинним борошном. Показано, що при заміщенні у композиті кальциту фосфогіпсом експлуатаційні, фізико-механічні та технологічні властивості матеріалу залишаються стабільними. Оскільки фосфогіпс є дешевим побічним продуктом виробництва екстракційної фосфорної кислоти, то використання його як наповнювача в деревинно-полімерних композитах дозволить знизити собівартість виробів з них.
New Electrode Materials for Aluminum Production
(Ukrainian State University of Science and Technologies, 2025) Husarova, I.O.; Omelchuk, A.O.; Grigoriev, O.M.; Kraiev, M.V.; Velichenko, Oleksandr В.
ENG: The successful development and implementation of inert anodes in the aluminum industry could significantly reduce or even completely eliminate greenhouse gas emissions. The search for suitable inert anode materials with the necessary combination of properties remains an active area of research. Currently, three main classes of materials are being considered: ceramics, metal-ceramics, and metals. This study aims to develop a new type of composite ceramic material for use as inert anodes in the electrolytic reduction of alumina. Based on an analysis of the requirements for inert anodes in aluminum electrolysis, the oxidation-resistant and conductive ZrB2–MoSi2 composite ceramic is proposed for operation within the required temperature range. It has been demonstrated that these anodes exhibit inert behavior toward atomic oxygen and can operate stably in atomic oxygen atmospheres at temperatures up to 20000C. Furthermore, the feasibility of applying a protective ZrB2–MoSi2 coating to conventional carbon anodes via vacuum arc deposition has been experimentally confirmed. The use of non-consumable anodes with ZrB2–MoSi2 protective coatings is also proposed for the direct electrolysis of lunar regolith at 16000C, enabling oxygen and metal extraction on the Moon.
Reliable and Accessible Point-of-use Water Denitrification System
(Ukrainian State University of Science and Technologies, Dnipro, 2025) Gevod, Viktor S.; Borysov, Ivan A.; Kovalenko, Ihor L.
ENG: This paper describes the design and operation of a reliable and accessible point-of-use water denitrification system. The system includes a U-shaped submersible denitrifying biofilter and a bubble-film extractor. The biofilter utilizes the combined actions of denitrifying, sulfate-reducing, and sulfur bacteria. Denitrifying bacteria convert nitrates into nitrogen gas and reduce the calcium hardness of water in proportion to the nitrate concentration. When the water is contaminated with both nitrates and sulfates and the bacterial community receives excess nutrients (ethanol), some sulfates are converted into hydrogen sulfide. This process facilitates the removal of heavy metal ions from the water in the form of hydrosulfides. When the sulfate-reducing bacteria produce excess hydrogen sulfide, the sulfur bacteria convert it into colloidal sulfur at the biofilter outlet. The bubble-film extractor removes colloidal sulfur, heavy metal hydrosulfides, calcium carbonate dispersions, and hydrogen sulfide from the filtrate. The system is user-friendly, requiring no special skills or knowledge for installation and maintenance. The proposed system demonstrates cost-effective denitrification and water polishing over long-term use.
Investigation of Phase Equilibria in the MnO–Al2O3 System by Differential Scanning Calorimetry Method
(Ukrainian State University of Science and Technologies, Dnipro, 2025) Proidak, Yurii S.; Gladkykh, Volodymyr A.; Ruban, Artem V.; Riabtsev, O. O.
ENG: All slag from the production of manganese ferroalloys can be conditionally attributed to the system MnO–CaO–SiO2–Al2O3, since the sum of these oxides reaches 95–98% with MnO content from 18% to 48%. On the practical side, it is crucial to know the peculiarities of the behavior of silicate systems over a wide temperature range and in the presence of various additives. Differential scanning calorimetry was employed to study concentration–temperature transformations in melts corresponding to manganese aluminate, the low-temperature eutectic E1, and a manganese-rich region with 10% Al2O3 content. The conducted research indicates a congruently melting nature of manganese spinel MnAl2O4. The preservation of short-range order during the melting of MnAl2O4 affects the thermodynamic stability parameters of the compound and the temperature at the onset of manganese recovery during carbothermic reduction. The congruent melting of manganese spinel implies the presence of a second eutectic E2, positioned between MnAl2O4 and Al2O3. According to experimental data, the melting temperature of eutectic E2 is lower, approximately 1720 Celsius degrees.
Des-Assisted Electrodeposition and Characterization of an Electrocatalyst for Enhanced Urea Oxidation in Green Hydrogen Production
(Ukrainian State University of Science and Technologies, Dnipro, 2025) Protsenko, Vyacheslav S.; Shaiderov, D. A.; Sukhatskyi, O. D.; Butyrina, Tetiana E.; Korniy, S. A.; Danilov, F. I.
ENG: An important task of modern materials science is the development of highly efficient electrocatalysts for green hydrogen production. Specifically, this involves the urea oxidation reaction (UOR), which is an energetically advantageous and attractive alternative to the anodic oxygen evolution reaction, coupled with hydrogen evolution at the cathode. In this work, we present for the first time the use of systems based on a new generation of environmentally friendly room-temperature ionic liquids – deep eutectic solvents (DESs) – for the electrodeposition of electrocatalysts for UOR. The electrochemical performance of electrodeposited nanocomposite Ni–CeO2 electrocatalysts was evaluated in alkaline solution, showing an appreciable reduction in the anodic potential of UOR compared to oxygen evolution, reaching up to approximately 0.2 V at a current density of 0.1 mA cm–2. The obtained results are significant for the development of electrochemical synthesis methods for electrocatalysts used in green renewable energy.
Закономірності газокисневої конверсії метану на поверхні свіжовідновленого заліза
(Український державний університет науки і технологій, Дніпро, 2025) Сухий, Костянтин Михайлович; Гришин, Олександр Михайлович; Величко, Олександр Григорович; Надточій, Анжела Анатоліївна; Камкіна, Людмила Володимирівна
UKR: Виконано термодинамічний аналіз процесу конверсії метану за участю кисню. Розглянуто теоретичні закономірності конверсії метану на металевому каталізаторі. Показано, що в температурному діапазоні, який досліджується, найбільш ймовірний прямий механізм конверсії метану. Показано вплив частки окислювача та співвідношення його компонентів на ключові параметри процесу конверсії. Проаналізовано параметри, що впливають на кінетику конверсії метану складною газовою фазою за участю кисню. Виконано експериментальне дослідження окисної конверсії метану на поверхні відновленого заліза, оцінено вплив температури металізації заліза, температури конверсії, крупності FeМЕТ та його маси, тривалості контакту вихідної газової суміші з каталізатором на показники процесу. Ефективність газокисневої конверсії зростає з підвищенням температури металізації окатишів. На основі теоретичних та експериментальних досліджень сформульовано уявлення про закономірності адсорбційно-хімічної ланки процесу конверсії метану за участю кисню.
Interaction of N-Alkoxy-N-Chloro-N’-Arylureas With Trialkyl Phosphites AS a Route to Dialkyl N-Alkoxy-N-(N’’- Arylcarbamoyl) Phosphoramidates. Synthesis
(Ukrainian State University of Science and Technologies, Dnipro, 2025) Shtamburg, Vasiliy G.; Klots, Evgeniy A.; Anishchenko, Andrey A.; Shishkina, Svitlana V.; Mazepa, Alexander V.; Kravchenko S. V.
ENG: This article is dedicated to the study of the interaction of some kinds of N-alkoxy-Nchloroureas, such as N-alkoxy-N-chloro-N’-(4-nitrophenyl)ureas, N-ethoxy-N-chloroN’-(2-nitrophenyl)urea, N-methoxy-N-chloro-N’-(4-chlorophenyl)urea, and N-alkoxyN-chloro-N’-alkylureas, with trialkyl phosphites. The stable N-alkoxy-N-chloro-N’-(4- nitrophenyl)ureas interact with trialkyl phosphites in diethyl ether at room temperature with preferential formation of dialkyl N-alkoxy-N-(N’-4- nitrophenylcarbamoyl)phosphoramidates. N-Ethoxy-N-chloro-N’-(2-nitrophenyl)urea reacts with trimethyl phosphite in diethyl ether at room temperature giving dimethyl Nethoxy-N-(N’-2-nitrophenylcarbamoyl)phosphoramidate. The interaction of unstable Nmethoxy-N-chloro-N’-(4-chlorophenyl)urea with trialkyl phosphites in diethyl ether gives dialkyl N-methoxy-N-(N’-4-chlorophenylcarbamoyl)phosphoramidates with good yields. N-Alkoxy-N-chloro-N’-alkylureas react with trimethyl phosphite under the same conditions with selective formation of dimethyl N-alkoxy-N-(N’-alkylcarbamoyl)phosphoramidates with excellent yields. In all these cases, the nucleophilic substitution at the nitrogen atom is accompanied by a further Michaelis-Arbuzov rearrangement. The original method of creating molecules containing a P–N bond is proposed. The structures of dialkyl Nalkoxy-N-(N’-arylcarbamoyl)phosphoramidates and dimethyl N-alkoxy-N-(N’- alkylcarbamoyl)phosphoramidates have been confirmed by 1H, 31P, and 13C NMR spectroscopy, and mass spectrometry. The synthesized dialkyl N-alkoxy-N-(N’- arylcarbamoyl)phosphoramidates and dimethyl N-alkoxy-N-(N’- arylcarbamoyl)phosphoramidates simultaneously possess structural features of both phosphoramidates and ureas, and may be regarded as potential biologically active substances.
Полімерні композити на основі політетрафторитилену та срібла для вузлів тертя обладнання харчової промисловості
(Український державний університет науки і технологій, Дніпро, 2025) Кабат, О. С.; Сула, М. П.; Кулініч, М. А.
UKR: У роботі розроблені полімерні композити на основі політертрафторетилену, який наповнений дрібнодисперсним сріблом для використання як конструкційного матеріалу у вузлах тертя та герметизації обладнання харчової промисловості. Досліджено морфологію та гранулометричний склад срібла і політертрафторетиленів і визначено, що полімерна композиція Powder161+срібло при механічному суміщенні за допомогою змішування буде мати кращу якість розподілення вихідних компонентів, ніж при використанні полімеру марки Powder101. Досліджено вплив срібла на властивості одержаних полімерних композитів і встановлено, що його введення у політертрафторетилен дозволяє покращити його твердість за Бринелем з 39,0 по 51,0 МПа, напруження при межі текучості при стисканні з 12,0 по 17,5 МПа та модуль пружності при стисканні до 645 МПа. Окрім того, збільшуються значення температури розм якшення за Віка та температури початку активної деструкції для розроблених композитів до 1680С та 4520С, відповідно, у порівнянні із вихідним полімером. Також визначено, що коефіцієнт тертя розроблених композитів по сталі має на 10 15% кращі значення, а зносостійкість у 1,6 1,7 разів вища, ніж у вихідного політетрафторетилену.
Dialkyl-N-Alkoxy-N-(4-Toluenesulfonyl) Phosphoramidates: Synthesis and Structure
(Ukrainian State University of Science and Technologies, Dnipro, 2025) Shtamburg Vasiliy G.; Klots E. A.; Shtamburg V. V.; Anishchenko A. A.; Shishkina S. V.; Kravchenko S. V.; Mazepa A. V.
ENG: This study investigates the reaction between N-alkoxy-N-chloro-4-toluenesulfonamides and N-chloro-N-(methoxy)methanesulfonamide with trialkyl phosphites, resulting in the formation of dialkyl N-alkoxy-N-(4-toluenesulfonyl)phosphoroamidates and dialkyl N-methoxy-N-methanesulfonylphosphoroamidates, respectively. The resulting dialkyl Nalkoxy-N-(4-toluenesulfonyl)phosphoramidates and N-alkoxy-Nmethanesulfonylphosphoramidates are identified as products of nucleophilic substitution at the amide nitrogen atom. The structures of these compounds have been confirmed by H, P and C NMR spectroscopy, mass spectrometry, and an XRD study. The XRD study of dimethyl N-methoxy-N-(4-toluenesulfonyl)phosphoroamidate and dimethyl N-ethoxy-N-(4-toluenesulfonyl)-phosphoroamidate reveals a pyramidal configuration at the amide nitrogen atom, along with the shortening of the N–O(Alk) bond and the elongation of the N–P and N–S bonds. In the asymmetric part of the unit cell, dimethyl N-ethoxy-N-(4-toluenesulfonyl)phosphoramidate exists in the form of two independent molecules that differ in the degree of pyramidality of the nitrogen atom and the lengths of its bonds.
Prediction of the Properties of High-Energy Polymer Materials Based on Oleochemical Products
(Ukrainian State University of Science and Technologies, Dnipro, 2025) Varlan, K. Ye.; Chervakov, Oleh V.; Sukhyy, Kostyantyn M.; Belyanovskaya, Elena A.
ENG: A series of oleochemical products, namely amide derivatives of fatty acids from vegetable oils based on diethanolamine, diethylenetriamine, piperazine, and morpholine, was synthesized. The synthesized products are considered as potential components of mixed solid missile fuels: plasticizers, surfactants, and combustion regulators. To evaluate their applicability, the predicted energy characteristics of mixed compositions containing the synthesized oleochemical products were calculated, including the composition of transformation products, heat of combustion, combustion temperature, and specific volume of combustion products. The method of calculation is presented. The obtained characteristics of the compositions based on oleochemical products are comparable to the calculated values for a known composition based on liquid rubber and dioctyl adipate plasticizer: heat of combustion of 5860 kJ/kg, combustion temperature of 3450 K, and specific volume of combustion products of 0.818 m3/kg.
Gold Nanoparticles Stabilized With Aminopolycarboxylic Acids
(Ukrainian State University of Science and Technologies, Dnipro, 2025) Тrunova, O. K.; Berezhnytska, O. S.; Rohovtsov, O. O.; Berzenina, Oksana V.; Khrokalo, L. A.; Semenets, Yu.V.
ENG: This study presents the synthesis, morphological characterization, and preliminary antimicrobial evaluation of novel colloidal gold nanoparticle (AuNP) systems stabilized with aminopolycarboxylic acids: ethylenediaminetetraacetic acid (EDTA) and ethylenediaminedisuccinic acid (EDDS). These complexing agents act not only as chelators but also as simultaneous reducing and stabilizing agents in the formation of AuNPs, offering a green and environmentally friendly approach to nanomaterial fabrication. The synthesis was carried out under mild aqueous conditions without external protective additives, enabling the production of stable colloidal systems with minimal side products. The resulting nanoparticles were characterized by UV-Vis spectroscopy, FTIR spectroscopy, and scanning electron microscopy (SEM). Characteristic surface plasmon resonance (SPR) bands were observed in the 530–550 nm range, with their intensity and spectral position sensitive to pH, ligand nature, and stabilization time. The most stable and monodisperse systems were obtained at pH≈9, with spherical nanoparticles ranging in size from 8 to 20 nm. Particular emphasis was placed on evaluating the biological activity of the synthesized dispersions. Antimicrobial screening was performed against Gram-positive (Bacillus subtilis) and Gram-negative (Escherichia coli) bacterial strains. The results demonstrated moderate to high bactericidal activity, especially in EDTA-stabilized samples, likely due to enhanced surface stabilization and potential ligand involvement in membrane interactions.
Leaching of Reduced Ilmenite Concentrate From the Samotkan Deposit Using Sulfuric Asid Solutions
(Ukrainian State University of Science and Technologies, Dnipro, 2025) Kozhura, O. V.; Tsybulya, E. O.; Kovalenko, Ihor L.
ENG: A strongly altered ilmenite concentrate from the Samotkan deposit was reduced with coal at 12000C for 4 hours, yielding a product in which 90% of iron was reduced to the metallic state. Iron was leached from the reduced ilmenite using 6–22% sulfuric acid solutions at temperatures of 20–700C for three hours. It was found that the leaching of metallic iron by acidic solutions proceeds rapidly in the initial period, following a firstorder reaction mechanism with an apparent activation energy of 40.2–42.6 kJ/mol, indicating kinetic control of the process. The reaction order with respect to hydrogen was determined to be 0.36–0.42. After approximately 57% of iron was extracted, the leaching mechanism changed, causing a sharp slowdown in the process. Laboratory modeling of a two-stage countercurrent process was conducted to produce synthetic rutile by leaching the reduced ilmenite with titanium white waste acid. By metering the feed of reduced ilmenite, the rapid iron dissolution stage can be utilized to regulate the acidity of the waste to a level of 3–5 g/L H2SO4 . The required level of impurity removal was achieved by exposing the partially leached reduced ilmenite to an excess of the initial 22% titanium white waste acid for 3 hours at 700C. Calcination of the solid residue at 8000C yielded synthetic rutile containing 92% TiO2 and 2.6% FeO. After the crystallization of iron sulfate, the residual slightly acidic solution, containing iron(II), aluminum, magnesium, and titanium(III) sulfates, was found to contain about 22–24 mg/L of scandium.
Дослідження властивостей вторинного поліетилентерефталату
(Український державний університет науки і технологій, Дніпро, 2025) Павлюк, С. К.; Костенюк, В. Ю.; Суха, І. В.
UKR: У роботі охарактеризовано фізико-механічні та реологічні властивості вторинного поліетилентерефталату (ПЕТ) у порівнянні з первинним полімером. Визначено вплив повторної переробки на структуру полімеру, його в’язкість, механічну міцність та пластичність. Наведені експериментальні дані свідчать про суттєве зниження пластичності та молекулярної маси вторинного ПЕТ після кількох циклів переробки, що обмежує можливості його багаторазового використання. Проаналізовано залежність в’язкості та напруження зсуву від температури і градієнта швидкості, що підтверджує деградацію матеріалу під час термомеханічної обробки. Отримані результати можуть бути використані для оптимізації процесів вторинного перероблення ПЕТ та поліпшення якості переробленого полімеру.
Вплив фосфогіпсу на властивості деревинно-полімерних композитів
(ННІ «Український державний хіміко-технологічний університет», Дніпро, 2025) Криволапов, Дмитро Сергійович; Сухий, Костянтин Михайлович; Баштаник, Петро Іванович; Суха, І. В.; Савченко, О. В.
UKR: Здійснено дослідження впливу фосфогіпсу на технологічні, експлуатаційні та фізико- механічні властивості композитів на основі вторинного поліетилену високої густини, наповненого деревинним борошном. Показано, що при заміщенні у композиті кальциту фосфогіпсом експлуатаційні, фізико-механічні та технологічні властивості матеріалу залишаються стабільними. Оскільки фосфогіпс c дешевим побічним продуктом виробництва екстракційної фосфорної кислоти, то використання його як наповнювача в деревинно-полімерних композитах дозволить знизити собівартість виробів з них.
Полімерні матеріали з суміші олігоепоксидів
(Український державний університет науки і технологій, 2025) Гаврилюк, Ю. В.; Сухий, Костянтин Михайлович; Євдокименко, Наталія Михайлівна
UKR: Вивчено полімерні матеріали з суміші епоксидної смоли CHS-Epoxy 520 (Чехія) з олігомерним каучуком з кінцевими епоксидними групами (ПДІ-3А) при їх сумісному зшиванні метафенілендіаміном. Методом гель-хроматографії показано, що каучук має вузький молекулярно-масовий розподіл. Методом оптичної мікроскопії виконано аналіз процесу структуроутворення полімерного матеріалу. Спостережено бімодальний розподіл еластичних сферичних частинок зшитого каучуку в матриці зшитої смоли: у дисперсійному середовищі, утвореному епоксидною смолою, розповсюджені частинки дисперсної фази каучуку (як з діаметром 0,6–1,0 мкм, так і з діаметром 30–40 мкм). Концентраційна залежність кількості частинок розміром 0,6–1,0 мкм має екстремальний характер (максимальна кількість таких частинок утворюється при введенні 0,05–0,10 об.ч. каучуку в матрицю зі смоли). Вміст частинок розміром 30–40 мкм монотонно зростає при збільшенні вмісту каучуку. Запропоновано схему, що описує еволюцію структуроутворення полімерного матеріалу. Вивчено концентраційні залежності деформаційноміцнісних властивостей матеріалу у широкому діапазоні концентрацій. При збільшенні вмісту каучуку спостерігається стрибкоподібні зміни властивостей (перколяційний ефект). Методом калориметрії розроблено ізотермічний режим зшивання суміші олігоепоксидів, конверсія епоксидних груп складає 98–99%. Показано, що максимальний рівень деформаційно-міцнісних властивостей полімерного матеріалу реалізується для зшитої смоли, що містить гетерофазу каучуку з мінімальним розміром частинок, оптимальний вміст каучуку визначається умовами геометричного фазового переходу. Показано, що вивчені епоксидна смола та каучук змішуються при будь-яких співвідношення.
Green Approach to the Synthesis of Gold Nanoparticles With Antimicrobial Activity Using Plant Extracts Based on a Deep Eutectic Solvent
(Ukrainian State University of Science and Technologies, 2025) Skіba, Marharyta I.; Skyba, Y. M.; Kovalenko, Ihor L.; Gnatko, Olena M.; Radkevych, T. O.; Vorobyova, V. I.
ENG: Gold nanoparticles were synthesized by reducing hydrogen tetrachloroaurate(III) trihydrate (HAuCl4⋅3H2O) using plant waste (banana peel) extracts obtained using a deep eutectic solvent (DES) based on choline chloride. It was demonstrated that the plant waste (banana peel) extract obtained by DES allows the synthesis of spherical gold nanoparticles (Au NPs), characterized by a maximum plasmon resonance absorption peak at approximately λ=540–560 nm, with an average nanoparticle size range of 31–68 nm with a zeta potential value of –33 to –36 mV, depending on the initial concentration of the precursor stabilizer used in the synthesis process. Choline chloride-based DES was used as a new alternative to conventional solvents for ultrasonic extraction of active substances from plant waste, in particular banana peel. Low-temperature eutectic solvents based on choline chloride were compared with glycerol and lactic acid in a ratio of 1:3 and water 10–30%. It was found that choline chloride and glycerol in a ratio of 1:3 with a water content of 30% are highly effective for the extraction of flavonoid compounds from plant waste (banana peel). The influence of extraction parameters, namely sample-to-solvent ratio and extraction time, on the content of extracted flavonoids and antioxidant activity of the extract was studied using the methods of determining antioxidant activity by ferric ion reduction (FRAP) and the ABTS test (2,2'-azino-bis(3-ethylbenzothiazoline-6-sulfonic acid). It was established that the extracted flavonoid content using DES is 222–521 mg/100 g. It was established that the sample-to-solvent ratio (1:45–1:80) and the extraction time of 10–30 min allow obtaining the antioxidant activity value of banana peel extracts, determined by the FRAP and ABTS methods: 20–60 mmol/l and 15–35 mmol/l. The gold nanoparticles obtained using DES extracts of banana peel showed higher antibacterial activity against E. coli compared to the DES extract of banana peel and non-sterilized gold nanoparticles
Електроосадження нікелевих покриттів у магнітному полі низької індукції та дослідження властивостей осадів
(Український державний університет науки і технологій, 2025) Ковальов, Станіслав В'ячеславович; Міщенко, Владислава Ігорівна; Ковальова, Н. В.; Сухий, Костянтин Михайлович
UKR: Стаття присвячена електрохімічному процесу одержання нікелевих покриттів в магнітному полі низької індукції при різних значеннях густини струму та дослідженню їх структури, морфології та хіміко-механічних властивостей. Показано, що магнітне поле індукцією 0,5 мТ, направлене паралельно до поверхні електрода, впливає на процес електроосадження нікелю, що приводить до зростання перенапруги процесу. При застосуванні магнітного поля 0,5 мТ при різній густині струму можливо впливати на морфологію, розмір кристалів, переважну кристалографічну орієнтацію осаду, твердість та корозійні властивості нікелевого покриття. При збільшені густини струму від 50 до 630 мА/см2 розмір кристалів одержаних осадів нікелю збільшується. Спостерігається зміна морфології поверхні покриття: при 50 мА/см2 одержана поверхня, утворена дрібнокристалічними зеренними агрегатами з хаотичною (нерівномірною) структурою; при 100 315 мА/см2 поверхня утворена чітко вираженими зеренними агрегати; при 630 мА/см2 утворюються зерна у вигляді неправильних сфер. Найбільш тверді (мікротвердість покриття складала 8600 МПа) та корозійностійкі дрібнокристалічні покриття з переважаючою кристалографічною орієнтацією піків нікелю (220) були одержані при електрохімічному осаджені нікелю під впливом магнітного поля з індукцією 0,5 мТ та густині струму 50