THE FACTORS DETERMINING PROFITABILITY OF GRAIN PRODUCTION IN A REGION

The research was conducted in order to determine influence of structural factors on profitability of grain production in the Altai Region, which is one of the main producers of grain in Russia. The influence of specialization and placement on the economic efficiency of grain production in the Altai Region was determined, factors for the formation of financial results and the financial condition of grain-type organizations were revealed. Comparison of agricultural organizations for which grain farming was the main production sector indicates that in case of increase in the cultivation area, the economic efficiency of resource use will be increased, despite higher costs per hectare of grain crops. The variation of organizations in the profitability of production is explained by the imperfection of the management system of the main branches in separate agricultural organizations, including non-optimal production volumes and placement in natural and economic zones. In the largest highly tailored organizations the economic efficiency of the resources used increased in the short-term perspective rose, but risks of its decline are created in the long-term period

Apricot Cake Extract as Corrosion Inhibitor of Steel: Chemical Composition and Anti-corrosion Properties

The protection performance of self-assembled layers (SALs) formed by apricot cake extract (ACE) on the surface of steel has been studied. Characterization of the apricot cake extract was carried out using the gas chromatography-mass spectrometry analysis. The anti-corrosion effect of the self-assembled layers was determined by weight loss experiments, scanning electron microscopy and electrochemical methods. It was revealed that the protection ability of the SALs is determined by the time of film formation on the steel surface. The maximal corrosion inhibition efficiency (about 93%) was obtained after 48 h process of film formation in the vapour phase of the apricot cake extract. The results of the polarization test revealed that the ACE acted as a mixed type inhibitor and retarded both anodic and cathodic reactions rates. The results of the electrochemical analysis revealed that the ACE modified steel showed better corrosion protection in conditions of periodic condensation of moisture

Electrodeposition of polyfunctional Ni coatings from deep eutectic solvent based on choline chloride and lactic acid

The process of electrodeposition of nickel coatings from electrolytes based on a deep eutectic solvent (DES) mixture of choline chloride and lactic acid with a molar ratio of 1:3 was studied. The physicochemical properties and characteristics of DES, namely, con­ductivity, FT-IR and NMR analysis were determined. FT-IR results confirmed that H-bonds occurring between two components in DES were the main force leading to the eutectic formation. Electrochemical techniques were used to characterize the deposition process and scanning electron microscopy was used to study the deposit morphology. Based on polarization measurements, it has been found that at NiCl2·6H2O content of 1.14 M and a temperature of 75 °C, the limiting current density of nickel electrodeposition was near 2 A dm-2. The polarization of the cathodic nickel deposition varied within -0.63 to 1.1 V at current density of 0.25 A dm-2 It has been shown that an increase of water content in the electrolyte does not significantly affect the current efficiency of the nickel electrodeposition process, which was in a range 85-93 %. However, the increase in water content contributes to the increase of heterogeneity and crystal grains size distribution of galvanic deposits. The established values of the Wagner number indicate the predominance of the primary current density distribution in the process of electrodeposition of nickel coatings. Galvanic coatings possess a highly developed nanostructured surface, exhibit increased capillary properties, and can be used as electrode materials for the process of electrolysis of water

Influence of polarization curve slope on the accuracy of local copper electrodeposition from sulphate electrolyte

Local electrochemical deposition is an emerging technique, used in the field of additive manufacturing. The advantage of electrochemical additive manufacturing lies in the utilization of room temperature electrolyte and permits to manufacture microscale objects with high precision. The increase in deposition current increases the deposition area, so measures are to be taken to focus the electric field. This work describes the influence of polarization curve slope on the accuracy of local deposition, both experimentally and by computer modelling. The copper was deposited using rotating anode on the surface of stainless steel from sulphate electrolyte. The influence of electrolyte composition on the accuracy of deposition was investigated. The profile of deposited parts was analyzed by profilometry and microscopy. The increased amount of sulfuric acid and presence of the additive in the electrolyte was shown to increase the accuracy of deposition by changing the slope of cathodic polarization curve from 320 to 1100 mA V–1cm–2)

Дослідження ефективності плазмохімічного одержання нанодисперсій срібла порівняно з традиційними способами

The application of plasma discharges of different methods of generation is an innovative, environmentally safe and promising method of synthesizing silver nanodispersions. The efficiency of using the contact nonequilibrium low-temperature plasma in comparison with the conventional method of chemical reduction in solutions and photochemical deposition is investigated. Plasma-chemical synthesis of silver nanodispersions from water AgNO3 solutions without the use of additional reducing reagents and in the presence of sodium alginate stabilizing reagent is carried out. It is found that the yield of silver nanoparticles in the plasma-chemical synthesis is 95.10–97.17 %. The obtained data are obtained by the chemical reduction method in solutions (93.9 %) and photochemical deposition (20.0 %). It is found that in the plasma-chemical synthesis of silver nanodispersions, the introduction of sodium alginate into the reaction mixture increases the yield of silver nanoparticles and allows synthesizing stable colloidal silver solutions. It is shown that the formation of silver nanodispersions under plasma discharge is characterized by the presence of the peak λmax=400–420 nm. The formation of silver nanoparticles was confirmed by the X-ray diffraction analysis. Microscopic examination (SEM) indicates that the size of the formed silver particles is up to 100 nm. The mechanism of synthesizing silver nanoparticles in the sodium alginate solution under plasma discharge is proposed. The obtained data testify to the promising application of the nonequilibrium plasma for the controlled synthesis of silver nanodispersions and the need for further research in this directionИсследована эффективность использования контактной неравновесной низкотемпературной плазмы для получения нанодисперсий серебра. Разряд плазмы используют как инструмент получения нуль-валентного аргентума из водных растворов ионов соли без использования химических реагентов-восстановителей. Выход наночастиц при плазмохимическом получении оценены по сравнению с показателями при традиционных методах химического восстановления в растворах и фотохимического осаждения. Установлены размерные характеристики плазмохимически полученных наночастиц серебраДосліджено ефективність використання контактної нерівноважної низькотемпературної плазми для одержання нанодисперсій срібла. Розряд плазми використовують як інструмент отримання нуль-валентного арґентуму з водних розчинів іонів солі без використання хімічних реагентів-відновників. Вихід наночасток при плазмохімічному одержані оцінено порівняно з показниками при традиційних методах хімічного відновлення в розчинах та фотохімічного осадження. Встановлено розмірні характеристики плазмохімічно одержаних наночасток срібл

Плазмохімічне одержання наночасток срібла: аналіз термодинаміки та кінетики процесу

The thermodynamics and kinetics analysis of the plasmochemical formation of silver nanoparticles is performed. The thermodynamics analysis is made on the basis of calculation of the Gibbs free energy of formation of silver nanoparticles in an aqueous medium by various methods. It was found that the Gibbs free energy in aqueous solutions increases with decreasing size of silver particles. Based on experimental data, it was determined that the average size of plasmochemically prepared particles depends on the initial concentration of silver ions in the solution and equals 36.5–60.1 nm for 0.25–3.0 mmol/l.The kinetics of chemical conversion in aqueous solutions of silver nitrate under plasma treatment conditions in a gas-liquid plasmochemical batch reactor is investigated. The curves of Ag+ dependence on duration of plasmochemical treatment of solutions and initial concentration of silver ions are given. It is found that the process of plasmochemical formation of silver nanoparticles is the second-order reaction. The rate constant of formation of silver nanoparticles is k=0.07–1.53 mol-1∙dm3∙min-1 depending on the initial concentration of silver ions. It is shown that the formation of silver nanodispersions under plasma discharge impact is characterized by the presence of the peak λmax=400–440 nm.Произведен термодинамический расчет свободной энергии Гиббса формирования наночастиц серебра в водной среде различными способами. Исследована кинетика химических превращений в водных растворах нитрата серебра в условиях плазменной обработки в газожидкостном плазмохимическом реакторе периодического действия. Приведены кривые изменения зависимости Ag+ от продолжительности плазмохимической обработки растворов и начальной концентрации ионов серебраЗдійснено термодинамічний розрахунок вільної енергії Гіббса формування наночасток срібла в водному середовищі різними способами. Досліджено кінетику хімічних перетворень в водних розчинах нітрату срібла в умовах плазмової обробки в газорідинному плазмохімічному реакторі періодичної дії. Наведено криві зміни залежності Ag+ від тривалості плазмохімічної обробки розчинів та початкової концентрації іонів срібл

Additive concentration and nozzle moving speed influence on local copper deposition for electrochemical 3D-printing

The local deposition process from copper sulfate electrolyte was investigated depending on nozzle moving speed and additive concentration in the electrolyte. A 2×2 cm square model was created and sliced in Ultimaker Cura software, uploaded in a 3D printer, and printed from the copper electrolyte on the stainless-steel surface. Low additive concentration in the electrolyte was found to influence dendrite formation in the corner sections of a square model. Nozzle movement speed was found to influence the deposition area and the thickness of the metal. The lowest tested nozzle movement speed of 5 s / voxel increased the deposition area by nearly 40 % in horizontal direction compared to 2.5 s / voxel. Further increase of nozzle movement speed to 1.6 s / voxel does not change the deposition area. The thickness in the corners increases by 2.5 times compared to the straight section of the square when the nozzle movement speed increases from 5 to 1.6 s / voxel. The non-uniform thickness of the deposited metal is caused by a considerable reduction of nozzle movement speed when it moves through the corner. The results obtained in this work can be further used to develop electrochemical 3D printing technology

Одержання наночасток дорогоцінних металів "зеленим" способом: антимікробні, каталітичні властивості

The paper presents the use of agricultural products, namely grape skins, in the “green” synthesis of monometallic (Au, Ag) and bimetallic (Au-Ag) nanoparticles (NPs) from aqueous solutions of metal ions of the corresponding precursors. At present, there exist urgent problems of utilization of waste from the agro-industrial complex, rational use of nature and transition to the use of environment-friendly and energy-efficient technologies. Therefore, there is a tendency to use “green” technologies in obtaining nanomaterials that are considered environment-friendly and resource-saving.The study has proved the efficiency of using food waste (grape skins) as a reducing and stabilizing agent in forming nanoparticles of precious metals of mono- and bimetallic structures. Biological raw materials were extracted in an aqueous medium under a short-term effect of low-temperature plasma discharges. On the basis of the complex analysis of the extract composition, it was proved that the hydroxyl, carbonyl and carboxyl functional groups of the organic compounds of the grape skin extract are responsible for the recovery of the metal ions and stabilization of the resulting NPs.The research has proved that mono- and bimetallic NPs are formed with the following peaks: for Ag0 (λmax=440 nm), Au0 (λmax=540 nm), and Ag-Au (λmax=510 nm). The size and stability of the nanoparticles obtained by the “green” synthesis were assessed in comparison with the same parameters for the plasmochemical method of nanoparticles’ formation. The study has revealed antibacterial, catalytic and anti-corrosion properties of the synthesized nanoparticles. The resulting monometallic (Au, Ag) and bimetallic (Au–Ag) nanoparticles show excellent catalytic activity while recovering p-nitrophenol (4-NPh) to p-aminophenol (4-APh) in the presence of NaBH4. The synthesized NPs demonstrate their antibacterial activity against gram-positive and gram-negative bacteria. The findings allow to expand the practical application of metal nanoparticles in various industries and enhance the processing and reuse of non-liquid wasteОсуществлен "зеленый" синтез монометаллических (Au, Ag,) и биметаллических (Au-Ag) наночастиц (НЧ) из водных растворов ионов металлов соответствующих прекурсоров с использованием отходов агропромышленного комплекса (шкурки винограда). Сейчас остро стоит проблема утилизации отходов агропромышленного комплекса, рационального природопользования и переход к использованию экологически безопасных энергоэффективных технологий. Поэтому наблюдается тенденция использования "зеленых" технологий при получении наноматериалов, которые считаются экологически безопасными и ресурсосберегающим. Установлена эффективность использования пищевых отходов (шкурка винограда), в качестве восстановителя и стабилизирующего агента для формирования наночастиц драгоценных металлов моно- и биметаллической структуры. Экстракцию биологического сырья проводили в водной среде под действием кратковременного воздействия разряда низкотемпературной плазмы. На основе комплексного анализа компонентного состава экстракта установлено, что гидроксильные, карбонильные и карбоксильные функциональные группы органических соединений экстракта кожуры винограда, отвечают за восстановление ионов металлов и стабилизацию полученных НЧ. Установлено, что формирование моно- и биметаллических НЧ характеризуется присутствием пика для Ag0 (λмак=440 нм), для Au0 (λмак=540 нм), Ag/Au (λмак=510 нм). Размер и стабильность наночастиц полученных "зеленым" синтезом оценены в сравнении с показателями при плазмохимическом способе формирования наночастиц. Установлено антибактериальные и каталитические свойства синтезированных наночастиц. Полученные монометаллические (Au, Ag,) и биметаллические (Au-Ag) наночастицы показали отличную каталитическую активность для восстановления p-нитрофенола (4-НФ) до p-аминофенола (4-AФ) в присутствии NaBH4. Синтезированные НЧ продемонстрировали хорошую антибактериальную активность против грамположительных и грамотрицательных бактерий. Полученные результаты позволяют расширить практическое применение наночастиц металлов в различных отраслях производств и решить вопрос об увеличении переработки и повторного использования неликвидных отходовЗдійснено "зелений" синтез монометалічних (Au, Ag,) та біметалічних (Au-Ag) наночастинок (НЧ) з водних розчинів іонів металів відповідних прекурсорів із використанням відходів агропромислового виробництва (шкірки винограду). Наразі гостро стоїть проблема утилізації відходів агропромислового комплексу, раціонального природокористування та перехід до використання екологічно безпечних енергоефективних технологій. Тому спостерігається тенденція використання "зелених" технологій при одержанні наноматеріалів, що вважаються екологічно безпечними та ресурсозберігаючими. Встановлено ефективність використання харчових відходів (шкіра винограду), як відновника та стабілізуючого агента для формування наночастинок дорогоцінних металів моно- та біметалевої структури. Екстракцію біологічної сировини проводили у водному середовищі під дією короткотривалого впливу розряду низькотемпературної плазми. На основі комплексного аналізу компонентного складу екстракту встановлено, що гідроксильні, карбонільні та карбоксильні функціональні групи органічних сполук екстракту шкірки винограду, відповідають за відновлення іонів металів та стабілізацію отриманих НЧ. Встановлено, що формування моно- та біметалічних НЧ характеризується присутністю піка для Ag0 (λмак=440 нм), для Au0 (λмак=540 нм), Ag-Au (λмак=510 нм). Розмір та стабільність наночастинок одержаних "зеленим" синтезом оцінено в порівнянні з показниками при плазмохімічному способі формування наночасток. Встановлено антибактеріальні та каталітичні властивості синтезованих наночастинок. Одержані монометалічні (Au, Ag,) та біметалічні (Au-Ag) наночастинок показали відмінну каталітичну активність для відновлення p-нітрофенолу (4-НФ) до p-амінофенолу (4-AФ) у присутності NaBH4. Синтезовані НЧ продемонстрували антибактеріальну активність проти грампозитивних та грамнегативних бактерій. Отримані результати дають змогу розширити практичне застосування наночастинок металів в різних галузях виробництв та вирішити питання щодо збільшення переробки та повторного використанню неліквідних відході