The Equation of State for Dense QCD and Quark Stars

We calculate the equation of state for degenerate quark matter to leading order in hard-dense-loop (HDL) perturbation theory. We solve the Tolman-Oppenheimer-Volkov equations to obtain the mass-radius relation for dense quark stars. Both the perturbative QCD and the HDL equations of state have a large variation with respect to the renormalization scale for quark chemical potential below 1 GeV which leads to large theoretical uncertainties in the quark star mass-radius relation.Comment: 7 pages, 3 figure

Constraints on possible phase transitions above the nuclear saturation density

We compare different models for hadronic and quark phases of cold baryon-rich matter in an attempt to find a deconfinement phase transition between them. For the hadronic phase we consider Walecka-type mean-field models which describe well the nuclear saturation properties. We also use the variational chain model which takes into account correlation effects. For the quark phase we consider the MIT bag model, the Nambu-Jona-Lasinio and the massive quasiparticle models. By comparing pressure as a function of baryon chemical potential we find that crossings of hadronic and quark branches are possible only in some exceptional cases while for most realistic parameter sets these branches do not cross at all. Moreover, the chiral phase transition, often discussed within the framework of QCD motivated models, lies in the region where the quark phases are unstable with respect to the hadronic phase. We discuss possible physical consequences of these findings.Comment: 28 pages, 18 PostScript figures, submitted to Phys. Rev.

Fabrication of multi-walled carbon nanotubes–aluminum matrix composite by powder metallurgy technique

We report on fabrication of an aluminum matrix composite containing multi-walled carbon nanotubes (MWCNTs) produced by MOCVD method and functionalized via acid treatment by a H2SO4/HNO3 mixture.Specimens were prepared by spark plasma sintering (SPS) of the aluminum powder with different amounts of functionalized MWCNTs (FMWCNTs) in the range of 0.1–1 wt.%. We studied the effect of FMWCNTs amount on microstructure and mechanical properties of composites. It is shown that functionalization allows homogeneous dispersing of the MWCNTs in Al powder. The maximal increase in micro-hardness and tensile strength is registered at 0.1 wt.%. Keywords: Multi-walled carbon nanotubes, Functionalization, Spark plasma sintering, Microstructure, Micro-hardness, Tensile strengt

Selective Extraction of Heavy Metals from Galvanic Sludge by Chelators

Ярынкина Елена Анатольевна - магистрант кафедры «ХТКМиПЭ», Ульяновский государственный технический университет. 432027, г. Ульяновск, ул. Северный Венец, 32. E-mail: [email protected]. Бузаева Мария Владимировна - доктор химических наук, профессор кафедры «ХТКМиПЭ», Ульяновский государственный технический университет. 432027, г. Ульяновск, ул. Северный Венец, 32. E-mail: [email protected]. Гусарова Вера Сергеевна - кандидат биологических наук, доцент кафедры «ХТКМиПЭ», Ульяновский государственный технический университет. 432027, г. Ульяновск, ул. Северный Венец, 32. E-mail: [email protected]. Климов Евгений Семенович - доктор химических наук, профессор, заведующий кафедрой «ХТКМиПЭ», Ульяновский государственный технический университет. 432027, г. Ульяновск, ул. Северный Венец, 32. E-mail: [email protected]. E.A. Yarynkina, [email protected] M.V. Buzaeva, [email protected] V.S. Gusarova, [email protected] E.S. Klimov, [email protected] Ulyanovsk State Technical University, Ulyanovsk, Russian FederationОчистка и утилизация сточных вод гальванических производств представляет собой сложную задачу. Одним из приоритетных направлений является применение комплексонов для фиксации ионов тяжелых металлов из загрязненных растворов и гальванических шламов. Последние представляют собой гидроксиды металлов, образующиеся в результате обработки сточных вод щелочами. Состав шламов непостоянен. Использовали сухой гальванический шлам с валовым содержанием тяжелых металлов: медь - 5,62; никель - 4,83; цинк - 3,64; хром - 7,65 г/кг. В качестве комплексонов использовали пирокатехин и динатриевую соль этилендиаминтетрауксусной кислоты ЭДТА-Na. Исследованы процессы выщелачивания ионов тяжелых металлов - меди, никеля, хрома, цинка - из осадков сточных вод гальванических производств комплексонами. При обработке суспензии гальванического шлама комплексонами часть ионов металлов из шламов фиксируется комплек- соном. Комплексонаты металлов в растворах диссоциируют с образованием ионов металлов. Для определения оптимальных концентраций комплексонов исследованы зависимости концентрации ионов металлов в растворе (фильтрате) от концентрации комплексонов. Измерения концентраций ионов металлов проводили при варьировании концентраций комплексонов 0,1-1,2 г/л. В этом диапазоне при применении пирокатехина с увеличением концентрации до 1,0 г/л концентрация ионов тяжелых металлов в растворе увеличивается: никель - 6,5-37; медь - 4,6-31,0; хром - 0,5-3,5; цинк - 0,4-2,3 мг/л. Концентрации ионов никеля и меди превышают концентрации хрома и цинка в среднем в 6 раз. Этот факт может быть объяснен с позиции дентатности лиганда. Пирокатехин с ионами никеля и меди образует более прочные моноядерные комплексы, чем с хромом и цинком. Кроме того, комплексы с никелем и медью более диссоциированы в растворах. При применении ЭДТА-Na в качестве комплексона в приведенном диапазоне концентраций различие в концентрациях ионов металлов в растворе менее значительны, чем в случае пирокатехина. С увеличением концентрации ЭДТА-Na с 0,1 до 1,2 г/л концентрации ионов тяжелых металлов в растворе увеличиваются, затем проходят через максимумы при концентрации комплексона 0,5 г/л и уменьшаются: никель - 1,0-5,0-0,6; медь -1,5-8,0-0,5; хром - 1,03,2- 1,5; цинк - 0,6-2,0-1,4 мг/л. Действие комплексонов избирательно. Большая активность проявляется в случае ионов меди и цинка, что связано с более высокой устойчивостью комплексов этих металлов по сравнению с цинком и хромом. Действие комплексонов избирательно. При оптимизации условий выщелачивания степень извлечения меди и никеля комплексонами составила более 90 %, цинка и хрома более 60 %. Treatment and disposal of waste water of electroplating industries is a difficult task. The use of complexons for fixation of heavy metal ions from contaminated solutions and galvanic slurries is one of the priority directions. Galvanic slurries are metal hydroxides formed as a result of treatment of wastewater with alkalis. The composition of the sludge is unstable. It’s used dry galvanic sludge with a gross content of heavy metals: copper - 5.62; nickel - 4.83; zinc - 3.64; chromium - 7.65 g/kg. Pyrocatechin and disodium salt of EDTA-Na ethylenediaminetetraacetic acid were used as complexons. The processes of leaching of ions of heavy metals (copper, nickel, chromium, zinc) from waste water of galvanic production by complexons are investigated. In the processing of slurries of galvanic sludge part chelators of metal ions from the sludge is fixed with a chelating agent. Complexonate metals in solution dissociate with the formation of metal ions. To determine the optimal concentrations of complexons, the dependences of the concentration of metal ions in the solution (filtrate) on the concentration of complexons were studied. Measurements of metal ion concentrations were carried out at varying concentrations of complexons in 0.1-1.2 g/l. In this range, the using of increase pyrocatechin concentration undo 1.0 g/l follow increases the concentration of heavy metal ions in the solution: nickel - 6.5-37; copper - 4.6-31.0; chromium - 0.5-3.5; zinc - 0.4-2.3 mg/l. The concentrations of nickel and copper ions exceed the concentrations of chromium and zinc on average 6 times. This fact can be explained from the perspective of mental- nosti ligand. Pyrocatechin with nickel and copper ions forms stronger mononuclear complexes than with chromium and zinc. In addition, complexes with nickel and copper are more dissociated in solutions. When using EDTA-Na as a complexon in the given concentration range, the difference in the concentrations of metal ions in the solution is less significant than in the case of pyrocatechin. With an increase in the concentration of EDTA-Na from 0.1 to 1.2 g/l, the concentration of heavy metal ions in the solution increases, then passes through the maxima at a concentration of complexon 0.5 g/l and decreases: nickel - 1.0-5.0-0.6; copper -1.5-8.0-0.5; chrome - 1.0-3.2-1.5; zinc - 0.62.0- 1.4 mg/l. Action of complexons selectively. Greater activity is manifested in the case of copper and zinc ions, which is associated with a higher stability of the complexes of these metals in comparison with zinc and chromium. The effect of chelators selectively. The optimizing the leaching conditions occur the degree copper and nickel extraction by complexons more than 90 %, zinc and chromium - more than 60 %.Работа выполнена при финансовой поддержке Фонда содействия развития малых форм предприятий в научно-технической сфере в рамках программы УМНИК (договор № 12933 ГУ/2018)

Utilization of Wastewater Drainage of Galvanic Production with the Use of Complexons

Ярынкина Елена Анатольевна - магистрант кафедры «ХТКМиПЭ», Ульяновский государственный технический университет. 432027, г. Ульяновск, ул. Северный Венец, 32. E-mail: [email protected] Бузаева Мария Владимировна - доктор химических наук, профессор кафедры «ХТКМиПЭ », Ульяновский государственный технический университет. 432027, г. Ульяновск, ул. Северный Венец, 32. E-mail: [email protected] Гусарова Вера Сергеевна - кандидат биологических наук, доцент кафедры «ХТКМиПЭ», Ульяновский государственный технический университет. 432027, г. Ульяновск, ул. Северный Венец, 32. E-mail: [email protected] Климов Евгений Семенович - доктор химических наук, профессор, заведующий кафедрой «ХТКМиПЭ», Ульяновский государственный технический университет. 432027, г. Ульяновск, ул. Северный Венец, 32. E-mail: [email protected]. E.A. Yarynkina, [email protected] M.V. Buzaeva, [email protected] V.S. Gusarova, [email protected] E.S. Klimov, [email protected] Ulyanovsk State Technical University, Ulyanovsk, Russian FederationИсследованы процессы выщелачивания ионов тяжелых металлов: меди, никеля, хрома, цинка - из осадков сточных вод гальванических производств комплексонами. В качестве комплексонов использовали пирокатехин и динатриевую соль этилендиаминтетрауксусной кислоты (EDTA-Na). Комплексо- нами с определенной концентрацией обрабатывали суспензию гальванических шламов в соотношении Т:Ж = 1:5. В фильтрате определяли содержание тяжелых металлов, перешедших в раствор из гальваношламов. Степень извлечения тяжелых металлов достигает 87 % для меди и никеля, около 70 % для цинка и хрома. Действие комплексонов избирательно. Большая активность проявляется в случае ионов меди и цинка, что связано с более высокой устойчивостью комплексов этих металлов по сравнению с цинком и хромом. Изучены зависимости концентрации ионов металлов (СМ) в растворе от концентрации комплексонов (СК). Для комплексов пирокатехина со всеми металлами зависимости СМ от СК линейны во всем интервале концентраций комплексона. При СК = 1 г/л значения СМ в растворе максимальны и составляют для меди и цинка 31,0 и 37,0 мг/л, для хрома и цинка 3,4 и 2,3 мг/л соответственно. Более низкие концентрации ионов хрома и цинка объясняются невысокими скоростями образования комплексов и их низкой устойчивостью по сравнению с комплексонатами других металлов. В случае EDTA-Na зависимости СМ от СК имеют максимумы с дальнейшим снижением концентрации ионов металлов в растворе при увеличении концентрации комплексона. Этот факт объясняется склонностью EDTA-Na к образованию разнолигандных комплексов с различной растворимостью. Максимальные концентрации ионов металлов составляют для меди и никеля 8,0 и 6,0 мг/л, для хрома и цинка - 3,2 и 2,0 мг/л при концентрации комплексона 0,5 г/л. Комплексообразование с ионами металлов существенно зависит от кислотности среды. При различных рН изучены степени извлечения ионов меди пирокатехином. При рН = 4,0 степень извлечения более 80 %. Повышение рН с 4,0 до 10,0 приводит к уменьшению степени извлечения почти в 3 раза. Проведено кислотное выщелачивание ионов металлов из гальваношламов обработкой шламов серной кислотой в присутствии комплексона пирокатехина. В кислой среде процессы комплексобразования ускоряются при сохранении высокой степени извлечения. Устойчивость комплексонатов металлов различна. Рассмотрены факторы, влияющие на извлечение металлов из комплексонатов. The processes of leaching heavy metals ions - copper, nickel, chromium, zinc - by complexes from the wastewater drainage of galvanic production have been studied. Pyrocatechol and disodium salt of ethylenediaminetetraacetic acid (EDTA-Na) were used as complexons. Chelators in a specific concentration were treated with a suspension of galvanic sludge in the ratio S:L=1:5. The filtrate was used to determine the content of heavy metals transferred into a solution from galvanic sludge. The recovery rate of heavy metals reaches 87 % for copper and nickel, and about 70 % for zinc and chromium. The chelator influence is selective. The greater activity is demonstrated by copper and zinc ions, which is related to higher stability of these complexes as compared to zinc and chromium complexes. The dependence of the metal ions concentration (СМ) in the solution on the concentration of complexons (СК) has been studied. The dependences СМ from СК are linear for pyrocatechol complexes with all metals in the entire interval of concentrations of the chelating agent. At СК = 1 g/L, the СМ values are maximal in the solution and equal 31.0 and 37.0 mg/L for copper and zinc, 3.4 and 2.3 mg/L for chromium and zinc, respectively. Lower concentrations of chromium and zinc ions are explained by low rates of complex formation, as well as their low stability in comparison with complexonates of other metals. In the case of EDTA-Na, СМ-СК dependences have maxima with a further decrease in concentration of metal ions in the solution with an increase in concentration of the complex. This fact is explained by the tendency of EDTA-Na to form multi-ligand complexes with different solubility. The maximum concentration of metal ions amount to 8.0 and 6.0 mg/L for copper and nickel, respectively, 3.2 and 2.0 mg/L for chromium and zinc at the chelating agent concentration of 0.5 g/L. Complexation with metal ions significantly depends on the medium acidity. The degree of extraction of copper ions by pyrocatechol at different pH has been studied. At pH = 4.0 the degree of extraction is more than 80 %. Increasing the pH value from 4.0 to 10.0 leads to a decrease in the degree of extraction by almost 3 times. Acid leaching of metal ions from galvanic sludge by the sulfuric acid treatment in the presence of pyrocatechol complex has been carried out. In an acidic environment, the complexing processes are accelerated while maintaining a high degree of extraction. The metal complexonate stability values are different. The factors affecting the extraction of metals from the complexonates have been considered.Работа выполнена при финансовой поддержке Фонда содействия развития малых форм предприятий в научно-технической сфере в рамках программы УМНИК (договор № 12933 ГУ/2018)

Filtering Materials Based on Multi-Walled Carbon Nanotubes for Purification of Liquids

Дьячкова Татьяна Юрьевна – аспирант кафедры «Химия, технологии композиционных материалов и промышленная экология», Ульяновский государственный технический университет. 432027, г. Ульяновск, ул. Северный Венец, 32. E-mail: [email protected] Исаев Артем – аспирант кафедры «Химия, технологии композиционных материалов и промышленная экология», Ульяновский государственный технический университет. 432027, г. Ульяновск, ул. Северный Венец, 32. E-mail: [email protected] Макарова Ирина Алексеевна – старший преподаватель кафедры «Химия, технологии композиционных материалов и промышленная экология», Ульяновский государственный технический университет. 432027, г. Ульяновск, ул. Северный Венец, 32. E-mail: [email protected] Ваганова Екатерина Сергеевна – кандидат химических наук, доцент кафедры «Химия, технологии композиционных материалов и промышленная экология», Ульяновский государственный технический университет. 432027, г. Ульяновск, ул. Северный Венец, 32. E-mail: [email protected] Давыдова Ольга Александровна – доктор химических наук, профессор кафедры «Химия, технологии композиционных материалов и промышленная экология», Ульяновский государственный технический университет, 432027, г.Ульяновск, ул. Северный Венец, 32. E-mail: [email protected] Бузаева Мария Владимировна – доктор химических наук, профессор кафедры «Химия, технологии композиционных материалов и промышленная экология», Ульяновский государственный технический университет, 432027, г.Ульяновск, ул. Северный Венец, 32. E-mail: [email protected] Климов Евгений Семенович – доктор химических наук, профессор, заведующий кафедро «Химия, технологии композиционных материалов и промышленная экология», Ульяновский государственный технический университет. 432027, г. Ульяновск, ул. Северный Венец, 32. E-mail: [email protected] T.Yu. D'yachkova, [email protected] А.V. Isaev, [email protected] I.A. Makarova, [email protected] E.S. Vaganova, [email protected] O.A. Davydova, [email protected] M.V. Buzaeva, [email protected] E.S. Klimov, [email protected] Ulyanovsk State Technical University, Ulyanovsk, Russian FederationОсаждением многостенных углеродных нанотрубок на полых цилиндрических подложках при синтезе методом MOCVD получены макроцилиндры cо стенками из ориентированных массивов углеродных нанотрубок. Исследованы процессы протекания жидкости через модифицированные полимером макроцилиндры и их фильтровальная способность по отношению к ионам тяжелых металлов и нефтепродуктам. Проведена функционализация поверхности нанотрубок карбоксильными и гидроксильными группами, исследованы сорбционные свойства материалов. Deposition of multI-walled carbon nanotubes on the hollow cylindrical substrates in the synthesis method MOCVD leads to macrocylinders with the walls of oriented arrays of carbon nanotubes. Theprocesses of fluid flows through the macrocylinders modified by the polymer have been studied, as well as their filtering ability in relation to heavy metal ions and oil products. Functionalization of the nanotube surface by carboxyl and hydroxyl groups has been carried out, the sorption properties of materials have been investigated

Hange of Surface of Polymeric Composites, Reinforced by Carbon Nanotubes

Ваганова Екатерина Сергеевна – кандидат химических наук, доцент кафедры «ХТКМи-ПЭ», Ульяновский государственный технический университет. 432027, г. Ульяновск, ул. Северный Венец, 32. E-mail: [email protected] Давыдова Ольга Александровна – доктор химических наук, профессор кафедры «ХТКМиПЭ», Ульяновский государственный технический университет. 432027, г. Ульяновск, ул. Северный Венец, 32. E-mail: [email protected] Бузаева Мария Владимировна доктор химических наук, профессор кафедры «ХТКМи-ПЭ», Ульяновский государственный технический университет. г. Ульяновск, 432027, г.Ульяновск, ул. Северный Венец, 32. E-mail: [email protected] Климов Евгений Семенович – доктор химических наук, профессор, заведующий кафедрой «ХТКМиПЭ», Ульяновский государственный технический университет. 432027, г. Ульяновск, ул. Северный Венец, 32. E-mail: [email protected] Фролов Илья Владимирович – кандидат технических наук, старший научный сотрудник, Ульяновский филиал Института радиотехники и электроники им. В.А. Котельникова РАН. 432011, г. Ульяновск, ул. Гончарова, 48/2. E-mail: [email protected] Сергеев Вячеслав Андреевич – доктор технических наук, доцент, директор Ульяновского филиала Института радиотехники и электроники им. В.А. Котельникова РАН. 432011, г. Ульяновск, ул. Гончарова, 48/2. E-mail: [email protected] Фомин Александр Николаевич – кандидат технических наук, директор научно- исследовательского технологического института им. С.П. Капицы, Ульяновский государственный университет. 432063, г. Ульяновск, Университетская Набережная, 1, корпус 4. E-mail:[email protected] Светухин Вячеслав Викторович – доктор физико-математических наук, научный руководитель научно-исследовательского технологического института им. С.П. Капицы, Ульяновский государственный университет. 432063, г. Ульяновск, Университетская Набережная, 1, корпус 4. E-mail: [email protected] E.S. Vaganova1, [email protected] O.A. Davydova1, [email protected] M.V. Buzaeva1, [email protected] E.S. Klimov1, [email protected] I.V. Frolov2, [email protected] V.A. Sergeev2, [email protected] A.N. Fomin3, [email protected] V.V. Svetukhin3, [email protected] 1 Ulyanovsk State Technical University, Ulyanovsk, Russian Federation 2 Ulyanovsk Branch of Institute of Radio Engineering and Electronic of V.A. Kotelnikov, Russian Academy of Science, Ulyanovsk, Russian Federation 3 Ulyanovsk State University, Ulyanovsk, Russian FederationПолимеризацией метилметакрилата получены полимерные композиты с включением в матрицу многостенных углеродных нанотрубок. С применением атомно- силовой микроскопии изучено изменение поверхности пленок и стекол композитов. The polymerization of methylmethacrylate obtained polymeric composites with start in matrix of multi-walled carbon nanotubes. With application of atomic-power microscopy a change in surface films and glass of composites is studied