Одержання пористих кремнеземних нанокомпозитів на основі монтморилоніту з використанням золь-гель методу

The object of research is montmorillonite, which due to its properties and structure shows high sorption characteristics. However, the significant barrier to its use in industrial water purification technologies is the tendency of montmorillonite to be self-dispersed in aqueous solutions on elementary structural layers and to form stable suspensions. It creates difficulties with separating the solid and liquid phases after the sorption process. The authors used the sol-gel method for the synthesis of nanocomposite materials based on montmorillonite using tetraethoxysilane as a gelling agent. The synthesis involves the hydrolysis reaction of tetraethoxysilane and the subsequent polycondensation of silica molecules with hydroxyl groups of montmorillonite. The obtained samples inherit good sorption properties from a layered mineral and a solid frame structure from silica. Such a structure of synthesized nanocomposites is ensured by the presence of siloxane bonds, which help to bound together the elementary particles of montmorillonite. This, in turn, improves the water resistance of samples. Based on the results of rheological studies, it has been shown that the basic processes of the structure formation in the initial water-alcohol suspensions of the hydrolysis products of tetraethoxysilane and montmorillonite occur at a concentration of 1 % silica, which is due to the colloidal and chemical properties of the investigated systems. It has been shown that the treatment of montmorillonite with tetraethoxysilane hydrolysis products leads to the formation of a material with lower ability to swell and with better separation of liquid and solid phases. The optimum content of silica in the sample, which is in the range of 0.1 to 14 %, makes it possible to reduce the optical density of solutions by 2.5 times compared with the original montmorillonite. It has been shown that the synthesized materials retain a sufficiently high sorption capacity to remove the cationic dye methylene blue (up to 158 mg/g), which rises with increasing clay mineral content. And has been having a higher selectivity (up to 3.4 dm3/mg).Объектом исследования является монтмориллонит, который благодаря своим свойствам и строению проявляет высокие сорбционные характеристики. Однако существенным препятствием его использования в промышленных технологиях водоочистки является склонность монтмориллонита самовольно расслаиваться в водных растворах на элементарные структурные пакеты и образовывать устойчивые взвеси. Это приводит к возникновению сложностей при разделении твердой и жидкой фаз после проведения процесса сорбции. Авторами был использован золь-гель метод синтеза нанокомпозитных материалов на основе монтмориллонита с использованием тетраэтоксисилана в качестве гелеобразующего вещества. Синтез включает в себя реакцию гидролиза тетраэтоксисилана и последующей поликонденсацией молекул кремнекислоты с гидроксильными группами монтмориллонита. Полученные образцы сочетают в себе хорошие сорбционные свойства слоистого минерала и прочную каркасную структуру. Такая структура синтезированных нанокомпозитов обеспечивается наличием силоксановых связей, которыми элементарные пакеты монтмориллонита соединены между собой. Это, в свою очередь, способствует увеличению водостойкости экспериментальных образцов. Согласно результатам реологических исследований, основные процессы структурообразования в исходных водно-спиртовых суспензиях продуктов гидролиза тетраэтоксисилана и монтмориллонита происходят при концентрации кремнезема 1 %, что связано с коллоидно-химическими свойствами исследуемых систем. Обработка монтмориллонита продуктами гидролиза тетраэтоксисилана приводит к образованию материала с более низкой способностью к набуханию и лучшим разделением жидкой и твердой фаз. Оптимальное содержание кремнезема в образце, которое находится в интервале 0,1–14 %, позволяет уменьшить оптическую плотность растворов в 2,5 раза по сравнению с исходным монтмориллонитом. Синтезированные материалы сохраняют достаточно высокую сорбционную емкость по извлечению катионного красителя метиленового голубого (до 158 мг/г), которая возрастает при увеличении содержания глинистого минерала. А также имеют высшие показатели селективности (до 3,4 дм3/мг).Об’єктом дослідження є монтморилоніт, який завдяки своїм властивостям і будові проявляє високі сорбційні характеристики. Однак суттєвою перешкодою його використання в промислових технологіях водоочищення є схильність монтморилоніту самочинно диспергуватись в водних розчинах на елементарні структурні пакети і утворювати стійкі зависі. Це призводить до виникнення складнощів при розділенні твердої і рідкої фаз після проведення процесу сорбції. Авторами був використаний золь-гель метод синтезу нанокомпозитних матеріалів на основі монтморилоніту з використанням тетраетоксисилану в якості гелеутворюючої речовини. Синтез включає в себе реакцію гідролізу тетраетоксисилану і наступною поліконденсацією молекул кремнекислоти з гідроксильними групами монтморилоніту. Отримані зразки поєднують в собі хороші сорбційні властивості шаруватого мінералу та міцну каркасну структуру. Така структура синтезованих нанокомпозитів забезпечується наявністю силоксанових зв’язків, якими елементарні пакети монтморилоніту з’єднані між собою. Це, в свою чергу, сприяє збільшенню водостійкості експериментальних зразків. Згідно з результатами реологічних досліджень, основні процеси структуроутворення у вихідних водно-спиртових суспензіях продуктів гідролізу тетраетоксисилану та монтморилоніту відбуваються при концентрації кремнезему 1 %, що пов'язано з колоїдно-хімічними властивостями досліджуваних систем. Обробка монтморилоніту продуктами гідролізу тетраетоксисилану приводить до утворення матеріалу з нижчою здатністю до набухання та кращим розділенням рідкої та твердої фаз. Оптимальний вміст кремнезему у зразку, який знаходиться в інтервалі 0,1–14 %, дає змогу зменшити оптичну густину розчинів у 2,5 рази у порівнянні з вихідним монтморилонітом. Синтезовані матеріали зберігають достатньо високу сорбційну ємність щодо вилучення катіонного барвника метиленового блакитного (до 158 мг/г), яка зростає при збільшенні вмісту глинистого мінералу. А також мають вищу селективність (до 3,4 дм3/мг)

Одержання пористих кремнеземних нанокомпозитів на основі монтморилоніту з використанням золь-гель методу

The object of research is montmorillonite, which due to its properties and structure shows high sorption characteristics. However, the significant barrier to its use in industrial water purification technologies is the tendency of montmorillonite to be self-dispersed in aqueous solutions on elementary structural layers and to form stable suspensions. It creates difficulties with separating the solid and liquid phases after the sorption process. The authors used the sol-gel method for the synthesis of nanocomposite materials based on montmorillonite using tetraethoxysilane as a gelling agent. The synthesis involves the hydrolysis reaction of tetraethoxysilane and the subsequent polycondensation of silica molecules with hydroxyl groups of montmorillonite. The obtained samples inherit good sorption properties from a layered mineral and a solid frame structure from silica. Such a structure of synthesized nanocomposites is ensured by the presence of siloxane bonds, which help to bound together the elementary particles of montmorillonite. This, in turn, improves the water resistance of samples. Based on the results of rheological studies, it has been shown that the basic processes of the structure formation in the initial water-alcohol suspensions of the hydrolysis products of tetraethoxysilane and montmorillonite occur at a concentration of 1 % silica, which is due to the colloidal and chemical properties of the investigated systems. It has been shown that the treatment of montmorillonite with tetraethoxysilane hydrolysis products leads to the formation of a material with lower ability to swell and with better separation of liquid and solid phases. The optimum content of silica in the sample, which is in the range of 0.1 to 14 %, makes it possible to reduce the optical density of solutions by 2.5 times compared with the original montmorillonite. It has been shown that the synthesized materials retain a sufficiently high sorption capacity to remove the cationic dye methylene blue (up to 158 mg/g), which rises with increasing clay mineral content. And has been having a higher selectivity (up to 3.4 dm3/mg).Объектом исследования является монтмориллонит, который благодаря своим свойствам и строению проявляет высокие сорбционные характеристики. Однако существенным препятствием его использования в промышленных технологиях водоочистки является склонность монтмориллонита самовольно расслаиваться в водных растворах на элементарные структурные пакеты и образовывать устойчивые взвеси. Это приводит к возникновению сложностей при разделении твердой и жидкой фаз после проведения процесса сорбции. Авторами был использован золь-гель метод синтеза нанокомпозитных материалов на основе монтмориллонита с использованием тетраэтоксисилана в качестве гелеобразующего вещества. Синтез включает в себя реакцию гидролиза тетраэтоксисилана и последующей поликонденсацией молекул кремнекислоты с гидроксильными группами монтмориллонита. Полученные образцы сочетают в себе хорошие сорбционные свойства слоистого минерала и прочную каркасную структуру. Такая структура синтезированных нанокомпозитов обеспечивается наличием силоксановых связей, которыми элементарные пакеты монтмориллонита соединены между собой. Это, в свою очередь, способствует увеличению водостойкости экспериментальных образцов. Согласно результатам реологических исследований, основные процессы структурообразования в исходных водно-спиртовых суспензиях продуктов гидролиза тетраэтоксисилана и монтмориллонита происходят при концентрации кремнезема 1 %, что связано с коллоидно-химическими свойствами исследуемых систем. Обработка монтмориллонита продуктами гидролиза тетраэтоксисилана приводит к образованию материала с более низкой способностью к набуханию и лучшим разделением жидкой и твердой фаз. Оптимальное содержание кремнезема в образце, которое находится в интервале 0,1–14 %, позволяет уменьшить оптическую плотность растворов в 2,5 раза по сравнению с исходным монтмориллонитом. Синтезированные материалы сохраняют достаточно высокую сорбционную емкость по извлечению катионного красителя метиленового голубого (до 158 мг/г), которая возрастает при увеличении содержания глинистого минерала. А также имеют высшие показатели селективности (до 3,4 дм3/мг).Об’єктом дослідження є монтморилоніт, який завдяки своїм властивостям і будові проявляє високі сорбційні характеристики. Однак суттєвою перешкодою його використання в промислових технологіях водоочищення є схильність монтморилоніту самочинно диспергуватись в водних розчинах на елементарні структурні пакети і утворювати стійкі зависі. Це призводить до виникнення складнощів при розділенні твердої і рідкої фаз після проведення процесу сорбції. Авторами був використаний золь-гель метод синтезу нанокомпозитних матеріалів на основі монтморилоніту з використанням тетраетоксисилану в якості гелеутворюючої речовини. Синтез включає в себе реакцію гідролізу тетраетоксисилану і наступною поліконденсацією молекул кремнекислоти з гідроксильними групами монтморилоніту. Отримані зразки поєднують в собі хороші сорбційні властивості шаруватого мінералу та міцну каркасну структуру. Така структура синтезованих нанокомпозитів забезпечується наявністю силоксанових зв’язків, якими елементарні пакети монтморилоніту з’єднані між собою. Це, в свою чергу, сприяє збільшенню водостійкості експериментальних зразків. Згідно з результатами реологічних досліджень, основні процеси структуроутворення у вихідних водно-спиртових суспензіях продуктів гідролізу тетраетоксисилану та монтморилоніту відбуваються при концентрації кремнезему 1 %, що пов'язано з колоїдно-хімічними властивостями досліджуваних систем. Обробка монтморилоніту продуктами гідролізу тетраетоксисилану приводить до утворення матеріалу з нижчою здатністю до набухання та кращим розділенням рідкої та твердої фаз. Оптимальний вміст кремнезему у зразку, який знаходиться в інтервалі 0,1–14 %, дає змогу зменшити оптичну густину розчинів у 2,5 рази у порівнянні з вихідним монтморилонітом. Синтезовані матеріали зберігають достатньо високу сорбційну ємність щодо вилучення катіонного барвника метиленового блакитного (до 158 мг/г), яка зростає при збільшенні вмісту глинистого мінералу. А також мають вищу селективність (до 3,4 дм3/мг)

Application of the bacteriophage Mu-driven system for the integration/amplification of target genes in the chromosomes of engineered Gram-negative bacteria—mini review

The advantages of phage Mu transposition-based systems for the chromosomal editing of plasmid-less strains are reviewed. The cis and trans requirements for Mu phage-mediated transposition, which include the L/R ends of the Mu DNA, the transposition factors MuA and MuB, and the cis/trans functioning of the E element as an enhancer, are presented. Mini-Mu(LR)/(LER) units are Mu derivatives that lack most of the Mu genes but contain the L/R ends or a properly arranged E element in cis to the L/R ends. The dual-component system, which consists of an integrative plasmid with a mini-Mu and an easily eliminated helper plasmid encoding inducible transposition factors, is described in detail as a tool for the integration/amplification of recombinant DNAs. This chromosomal editing method is based on replicative transposition through the formation of a cointegrate that can be resolved in a recombination-dependent manner. (E-plus)- or (E-minus)-helpers that differ in the presence of the trans-acting E element are used to achieve the proper mini-Mu transposition intensity. The systems that have been developed for the construction of stably maintained mini-Mu multi-integrant strains of Escherichia coli and Methylophilus methylotrophus are described. A novel integration/amplification/fixation strategy is proposed for consecutive independent replicative transpositions of different mini-Mu(LER) units with “excisable” E elements in methylotrophic cells

Improving the methodological tools for assessing the contribution of the innovation and investment component to increase the cost of high-tech business

Relevance of the research topic is due to the specificity and growing strategic importance of the development of high-tech industry, the production of high-tech products, as well as the desire of business owners to constantly increase its value. The main problems and prospects for the intensification of innovation in terms of its impact on the speed and quality of its development are reviewed. The essential characteristics of innovation and investment activity are analyzed, the progressiveness of the stages of functioning of the subjects of the innovation and investment process, united by a common goal, is revealed. Contributed by the author to the definition of high-tech business. Analyzed the main methodological approaches to assessing the value of the business. The factors that have the greatest influence on the formation of conditions for increasing the cost of high-tech business have been studied. The methodological tools for assessing the contribution of the innovation and investment component to the increase in the value of the high-tech business have been improved. The nature of the relationship and interdependence of two types of activity: innovation and investment, as well as opportunities for the development of high-tech business and the growth of its value are analyzed

The problems of application of the laws on regulated purchases No. 44-FZ and No. 223-FZ when reorganizing legal entities

The purpose of the study is to analyze the problems of applying the laws on regulated purchases No. 44-FZ and No. 223-FZ when reorganizing legal entities on the example of transformation of a unitary enterprise into a joint-stock company. The subject of this research is the system of regulated procurement by certain types of legal entities, and purchases implemented within the contract system of the Russian Federation. The subject of the study is the organization of the procurement system by the customer during the transition from the rules established by the Law No. 44-FZ to the rules established by the Law No. 223-FZ (and vice versa). To achieve this purpose, the following research objectives are set: 1) to analyze the issues occurring during the transition period when reorganizing legal entities; 2) to systematize the results of the research; 3) to suggest measures to improve the process of changing the system of regulated purchases by the customer. The authors studied the issues of applying the laws on regulated purchases No. 44-FZ and No. 223-FZ when reorganizing legal entities, as well as when changing normative regulation as referred to the procurement system used by a legal entity. The analysis of the process of reorganization of a unitary enterprise into a joint-stock company in the form of transformation regarding the transition from the Law No. 44-FZ to the Law No. 223-FZ has been conducted, issues identified and a set of recommendations for their solution developed

The problems of application of the laws on regulated purchases No. 44-FZ and No. 223-FZ when reorganizing legal entities

The purpose of the study is to analyze the problems of applying the laws on regulated purchases No. 44-FZ and No. 223-FZ when reorganizing legal entities on the example of transformation of a unitary enterprise into a joint-stock company. The subject of this research is the system of regulated procurement by certain types of legal entities, and purchases implemented within the contract system of the Russian Federation. The subject of the study is the organization of the procurement system by the customer during the transition from the rules established by the Law No. 44-FZ to the rules established by the Law No. 223-FZ (and vice versa). To achieve this purpose, the following research objectives are set: 1) to analyze the issues occurring during the transition period when reorganizing legal entities; 2) to systematize the results of the research; 3) to suggest measures to improve the process of changing the system of regulated purchases by the customer. The authors studied the issues of applying the laws on regulated purchases No. 44-FZ and No. 223-FZ when reorganizing legal entities, as well as when changing normative regulation as referred to the procurement system used by a legal entity. The analysis of the process of reorganization of a unitary enterprise into a joint-stock company in the form of transformation regarding the transition from the Law No. 44-FZ to the Law No. 223-FZ has been conducted, issues identified and a set of recommendations for their solution developed

METHODOLOGICAL AND PRACTICAL ASPECTS OF THE HARMONIZATION OF INNOVATIVE PROCESSES IN RUSSIAN SMALL BUSINESS SECTOR

An increase of innovative activity of small enterprises is included in the list of main directions of The Strategy of small and medium business development of Russian Federation for the period up to 2030. In the relevant sector of the economy the effectiveness of innovation is determined by the degree of its harmony. The work reflects the conceptual provisions of the harmonization of innovation processes in the internal and external environment in which small enterprises operate: the goal, objectives, object, principles and methods of harmonization are formulated as well. The harmonious relationships of innovation activity of small business are described by the dynamic model, in which indicators are ranked and subordinated to each other. The results of the practical approbation of the proposed methodology by types of economic activities are shown in the article

Carbocyanine-Based Optical Sensor Array for the Discrimination of Proteins and Rennet Samples Using Hypochlorite Oxidation

Optical sensor arrays are widely used in obtaining fingerprints of samples, allowing for solutions of recognition and identification problems. An approach to extending the functionality of the sensor arrays is using a kinetic factor by conducting indicator reactions that proceed at measurable rates. In this study, we propose a method for the discrimination of proteins based on their oxidation by sodium hypochlorite with the formation of the products, which, in turn, feature oxidation properties. As reducing agents to visualize these products, carbocyanine dyes IR-783 and Cy5.5-COOH are added to the reaction mixture at pH 5.3, and different spectral characteristics are registered every several minutes (absorbance in the visible region and fluorescence under excitation by UV (254 and 365 nm) and red light). The intensities of the photographic images of the 96-well plate are processed by principal component analysis (PCA) and linear discriminant analysis (LDA). Six model proteins (bovine and human serum albumins, γ-globulin, lysozyme, pepsin, and proteinase K) and 10 rennet samples (mixtures of chymosin and pepsin from different manufacturers) are recognized by the proposed method. The method is rapid and simple and uses only commercially available reagents

Carbocyanine-Based Fluorescent and Colorimetric Sensor Array for the Discrimination of Medicinal Compounds

Array-based optical sensing is an efficient technique for the determination and discrimination of small organic molecules. This study is aimed at the development of a simple and rapid strategy for obtaining an optical response from a wide range of low-molecular-weight organic compounds. We have suggested a colorimetric and fluorimetric sensing platform based on the combination of two response mechanisms using carbocyanine dyes: aggregation and oxidation. In the first one, the analyte forms ternary aggregates with an oppositely charged surfactant wherein the dye is solubilized in the hydrophobic domains of the surfactant accompanied with fluorescent enhancement. The second mechanism is based on the effect of the analyte on the catalytic reaction rate of dye oxidation with H2O2 in the presence of a metal ion (Cu2+, Pd2+), which entails fluorescence waning and color change. The reaction mixture in a 96-well plate is photographed in visible light (colorimetry) and the near-IR region under red light excitation (fluorimetry). In this proof-of-concept study, we demonstrated the feasibility of discrimination of nine medicinal compounds using principal component analysis: four cephalosporins (ceftriaxone, cefazolin, ceftazidime, cefotaxime), three phenothiazines (promethazine, promazine, chlorpromazine), and two penicillins (benzylpenicillin, ampicillin) in an aqueous solution and in the presence of turkey meat extract. The suggested platform allows simple and rapid recognition of analytes of various nature without using spectral equipment, except for a photo camera