Reactor with Swirled Fluidized Bed Electrode for in Situ H2O2 Production and Utilization for Oxidative Treatment of Organic Pollutants

Несмотря на значительный прогресс в разработке каталитических систем окисления органических соединений в мягких условиях, их практическое использование затрудняется отсутствием дешёвых источников восстановленных форм кислорода, таких как H2O2, NaOCl и т.д. Непосредственное получение таких соединений в химическом реакторе, например, электрохимическим путём, представляется многообещающим подходом к решению этой проблемы. В данной работе предложен новый реактор для проведения окислительной обработки водных растворов, основанный на использовании закрученного псевдоожиженного электрода для электрохимического восстановления кислорода воздуха и in situ получения разбавленных растворов пероксида водорода. Реактор позволяет одновременно получать активный окислитель и использовать его для проведения окислительных реакций сразу во всём доступном реакционном объёме, что выгодно отличает его от электрохимических реакторов с плоскими электродами. В реакторе данного типа возможно применение самых разнообразных гомогенных и гетерогенных каталитических систем, использующих пероксид водородаIn spite of remarkable progress in the development of catalytic systems for oxidation at mild conditions, their application and further development are limited by the absence of cheap sources of reduced oxygen forms (H2O2, NaOCl, etc). The in situ generation of hydrogen peroxide is very promising to resolving this problem. It is suggested an approach based on in situ production of diluted hydrogen peroxide solutions from air oxygen in a new type electrochemical reactor with a swirled fluidized bed electrode for carrying out oxidative reactions with organic compounds. The reactor allows to process simultaneously the oxidant production and the oxidative reactions and to utilize entire reaction volume in contrast to electrochemical reactors with flat electrodes geometry. Reactor permits to use a variety of homogeneous and heterogeneous catalytic systems which require hydrogen peroxid

The Mechanical Activation of Crystal and Wooden Sawdust Cellulose in Various Fine-Grinding Mills

Для выбора наиболее эффективного способа механической активации биомассы проведено предварительное исследование процесса измельчения и механической активации образцов кристаллической целлюлозы и лигноцеллюлозной биомассы (высушенные березовые опилки) в мельницах различных конструкций (вальцовая, планетарная, роторная, вихревая газодинамическая и вихревая с механическим разгоном материала) с изучением физико- химических характеристик продуктов помола. Методом рентгенофазового анализа (РФА) проведена идентификация фаз, определены индекс кристалличности (ИК) и средний размер областей когерентного рассеяния, определяющих эффективность активации биомассы. Методом оптической микроскопии исследована морфология и средний размер частиц (l). В качестве наиболее перспективного для последующего более детального изучения выбран метод активации лигноцеллюлозной биомассы в ударной вихревой мельнице с механическим разгоном материала, как обеспечивающий минимальные затраты энергии и времени при удовлетворительной степени измельчения и активации, продемонстрированных для высушенных берёзовых опилок (l ~ 22 мкм и ИК = 56 % при l ~ 3700 мкм и ИК =74 % для исходного сырья)The study is aimed to determine the most perspective and effective fine-grinding mills for lignocellulosic biomass mechanical activation. Physicochemical characteristics were studied for milled crystalline cellulose and milled dry birch sawdust after their treatment in various devices – ball, planetary, ring, vortex gas driven and vortex mechanically driven mills. XRD analysis method was used for phases identification, crystallinity index (CI) and mean size of coherent-scattering region (CSR) measuring. These values are suggested to be used for an assessment of the efficiency of mechanical activation process. Mean particle size (l) of milled materials was measured with help of optic microscopy as well. As the most perspective device for future detailed investigation to be done the vortex mechanically driven mill is selected. This type of mill provides both the least electrical power consumption and activation time at adequate particles destruction level and marked mechanical activation demonstrated for dry birch saw dust (it was detected the reduction of l and CI from l ~ 3700 μm/CI =74 % to l ~ 22 μm/CI = 56 %

Record electron self-cooling in cold-electron bolometers with a hybrid superconductor-ferromagnetic nanoabsorber and traps

The Cosmic Microwave Background (CMB) radiation is the only observable that allows studying the earliest stage of the Universe. Radioastronomy instruments for CMB investigation require low working temperatures around 100 mK to get the necessary sensitivity. On-chip electron cooling of receivers is a pathway for future space missions due to problems of dilution fridges at low gravity. Here, we demonstrate experimentally that in a Cold-Electron Bolometer (CEB) a theoretical limit of electron cooling down to 65 mK from phonon temperature of 300 mK can be reached. It is possible due to effective withdrawing of hot electrons from the tunnel barrier by double stock, special traps and suppression of Andreev Joule heating in hybrid Al/Fe normal nanoabsorber

Reactor with Swirled Fluidized Bed Electrode for in Situ H2O2 Production and Utilization for Oxidative Treatment of Organic Pollutants

Несмотря на значительный прогресс в разработке каталитических систем окисления органических соединений в мягких условиях, их практическое использование затрудняется отсутствием дешёвых источников восстановленных форм кислорода, таких как H2O2, NaOCl и т.д. Непосредственное получение таких соединений в химическом реакторе, например, электрохимическим путём, представляется многообещающим подходом к решению этой проблемы. В данной работе предложен новый реактор для проведения окислительной обработки водных растворов, основанный на использовании закрученного псевдоожиженного электрода для электрохимического восстановления кислорода воздуха и in situ получения разбавленных растворов пероксида водорода. Реактор позволяет одновременно получать активный окислитель и использовать его для проведения окислительных реакций сразу во всём доступном реакционном объёме, что выгодно отличает его от электрохимических реакторов с плоскими электродами. В реакторе данного типа возможно применение самых разнообразных гомогенных и гетерогенных каталитических систем, использующих пероксид водородаIn spite of remarkable progress in the development of catalytic systems for oxidation at mild conditions, their application and further development are limited by the absence of cheap sources of reduced oxygen forms (H2O2, NaOCl, etc). The in situ generation of hydrogen peroxide is very promising to resolving this problem. It is suggested an approach based on in situ production of diluted hydrogen peroxide solutions from air oxygen in a new type electrochemical reactor with a swirled fluidized bed electrode for carrying out oxidative reactions with organic compounds. The reactor allows to process simultaneously the oxidant production and the oxidative reactions and to utilize entire reaction volume in contrast to electrochemical reactors with flat electrodes geometry. Reactor permits to use a variety of homogeneous and heterogeneous catalytic systems which require hydrogen peroxid

The Mechanical Activation of Crystal and Wooden Sawdust Cellulose in Various Fine-Grinding Mills

Для выбора наиболее эффективного способа механической активации биомассы проведено предварительное исследование процесса измельчения и механической активации образцов кристаллической целлюлозы и лигноцеллюлозной биомассы (высушенные березовые опилки) в мельницах различных конструкций (вальцовая, планетарная, роторная, вихревая газодинамическая и вихревая с механическим разгоном материала) с изучением физико- химических характеристик продуктов помола. Методом рентгенофазового анализа (РФА) проведена идентификация фаз, определены индекс кристалличности (ИК) и средний размер областей когерентного рассеяния, определяющих эффективность активации биомассы. Методом оптической микроскопии исследована морфология и средний размер частиц (l). В качестве наиболее перспективного для последующего более детального изучения выбран метод активации лигноцеллюлозной биомассы в ударной вихревой мельнице с механическим разгоном материала, как обеспечивающий минимальные затраты энергии и времени при удовлетворительной степени измельчения и активации, продемонстрированных для высушенных берёзовых опилок (l ~ 22 мкм и ИК = 56 % при l ~ 3700 мкм и ИК =74 % для исходного сырья)The study is aimed to determine the most perspective and effective fine-grinding mills for lignocellulosic biomass mechanical activation. Physicochemical characteristics were studied for milled crystalline cellulose and milled dry birch sawdust after their treatment in various devices – ball, planetary, ring, vortex gas driven and vortex mechanically driven mills. XRD analysis method was used for phases identification, crystallinity index (CI) and mean size of coherent-scattering region (CSR) measuring. These values are suggested to be used for an assessment of the efficiency of mechanical activation process. Mean particle size (l) of milled materials was measured with help of optic microscopy as well. As the most perspective device for future detailed investigation to be done the vortex mechanically driven mill is selected. This type of mill provides both the least electrical power consumption and activation time at adequate particles destruction level and marked mechanical activation demonstrated for dry birch saw dust (it was detected the reduction of l and CI from l ~ 3700 μm/CI =74 % to l ~ 22 μm/CI = 56 %

Raman Study of Block Copolymers of Methyl Ethylene Phosphate with Caprolactone and L-lactide

We present an in-depth analysis of Raman spectra of novel block copolymers of methyl ethylene phosphate (MeOEP) with caprolactone (CL) and L-lactide (LA), recorded with the excitation wavelengths of 532 and 785 nm. The experimental peak positions, relative intensities and profiles of the poly(methyl ethylene phosphate) (PMeOEP), polycaprolactone (PCL) and poly(L-lactide) (PLA) bands in the spectra of the copolymers and in the spectra of the PMeOEP, PCL and PLA homopolymers turn out to be very similar. This clearly indicates the similarity between the conformational and phase compositions of PMeOEP, PCL and PLA parts in molecules of the copolymers and in the PMeOEP, PCL and PLA homopolymers. Experimental ratios of the peak intensities of PMeOEP bands at 737 and 2963 cm−1 and the PCL bands at 1109, 1724 and 2918 cm−1 can be used for the estimation of the PCL—b—PMeOEP copolymers chemical composition. Even though only one sample of the PMeOEP—b—PLA copolymers was experimentally studied in this work, we assume that the ratios of the peak intensities of PLA bands at 402, 874 and 1768 cm−1 and the PMeOEP band at 737 cm−1 can be used to characterize the copolymer chemical composition

Degradable Poly(3-hydroxybutyrate)—The Basis of Slow-Release Fungicide Formulations for Suppressing Potato Pathogens

Three-component slow-release fungicide formulations with different modes of action of the active ingredients for suppressing potato pathogens were constructed for the first time. The difenoconazole, mefenoxam, prothioconazole, and azoxystrobin fungicides were embedded in the degradable polymer P(3HB)/birch wood flour blend and examined using SEM, IR spectroscopy, X-ray analysis, DTA, and DSC. Results showed that no chemical bonds were established between the components and that they were physical mixtures that had a lower degree of crystallinity compared to the initial P(3HB), which suggested different crystallization kinetics in the mixtures. The degradation behavior of the experimental formulations was investigated in laboratory micro-ecosystems with pre-characterized field soil. The slow-release fungicide formulations were prolonged-action forms with a half-life of at least 50–60 d, enabling gradual and sustained delivery of the active ingredients to plants. All slow-release fungicide formulations had a strong inhibitory effect on the most common and harmful potato pathogens (Phytophthorainfestans, Alternarialongipes, Rhizoctoniasolani, and Fusariumsolani)