Химия высоких энергий

В этой работе рассматривался плазмохимический метод конверсии метана с помощью CO₂ как один из способов получения водорода, уменьшая при этом выбросы углекислого газа. Для этого была проведена серия экспериментов, позволяющих оценить состав результирующего синтез-газа и параметры дуги. Во время работы было обнаружено, что изменение объема водорода во время реакции приводит к увеличению среднемассовой температуры и вследствие электропроводимости дуги. Это значит, что электрические параметры дуги могут быть использованы для оценки количества водорода в получаемом синтез-газе.

Методом молекулярной динамики исследованы конформационные изменения комплекса из двух противоположно заряженных полиэлектролитов, а также полиамфолитного блок-сополимера, состоящего из них, на поверхности сферической металлической наночастицы в зависимости от ее электрического заряда. Представлена математическая модель перестройки двух макромолекулярных оболочек разного знака, распложенных на заряженной сферической наночастице, а также представлена оценка жесткости цепи полиэлектролита в зависимости от его заряда. Рассчитаны радиальные распределения средней плотности атомов полиэлектролитного комплекса и блок-сополимера, расположенных на поверхности заряженной сферической металлической наночастицы. Разноименно заряженные полиэлектролиты в комплексе, а также блок-сополимер плотно обволакивали нейтральную сферическую наночастицу, а при увеличении абсолютной величины заряда наночастицы происходило разбухание макромолекулярной опушки с образованием двух слоев из различно заряженных полиэлектролитов или фрагментов блок-сополимера.

Синтезированы коллоидные квантовые точки перовскитов CsPbBr₃. Определен средний размер и полидисперсность нанокристаллов – 8.3 нм и 16% соответственно. На основе полученных нанокристаллов методами drop-casting и spin-coating изготовлены тонкие пленки. Методом лазерной фемтосекундной спектроскопии зондирования-накачки исследован процесс транспорта носителей заряда. Предложена интерпретация смещения пика просветления от времени. С помощью уравнения Эйнштейна–Смолуховского сделана оценка подвижности носителей заряда в пленках.

Изучено изменение основных силовых параметров абляции полиметилметакрилата непрерывным излучением СО₂ лазера. Измерения комплексного параметра “вес мишени + реактивная сила отдачи абляционного потока” производились силоизмерительным устройством с регистрацией компьютером с временной дискретностью 126.5 мс. Экспериментальные данные для начального интервала 0–2 с аппроксимировались модельной функцией, обработка которой позволила выделить изменения веса мишени и силы отдачи абляционного потока в ходе облучения. Для момента выхода скорости абляции на стационарный режим определена энергетическая эффективность использования процесса в реактивном двигателе малой тяги С_m = 115 мкН/Вт, которая снижается с течением времени лазерного облучения из-за образования кратера с вогнутой поверхностью и повышения давления газов в камере абляции. Отмечено, что вид абляционной кривой и, соответственно, аппроксимирующая функция для начальной стадии абляции индивидуальны для каждого полимера и параметров лазерного луча.

Повышение чувствительности и точности идентификации летучих органических соединений в случае их исследования при помощи масс-спектрометрических газоанализаторов с ионизацией на основе электронного удара может быть осуществлено путем увеличения числа образующихся в ионном источнике ионов за счет варьирования энергии ионизирующих электронов. В работе представлено сравнение данных, полученных ионизацией электронным ударом при значениях энергии электронов (ЭЭ) в диапазоне 25–105 эВ для ряда органических веществ, принадлежащих различным классам органических соединений. Для интерпретации динамики изменения интенсивностей пиков ионов-фрагментов был проведен анализ с использованием матриц подобия, основанных на различных метриках сходства и было показано влияние ЭЭ на вероятность образования основных фрагментарных частиц исследуемых веществ и, соответственно, на сходство регистрируемого масс-спектра с эталонным масс-спектром из базы данных.

Изучено окисление олефинов С₂–С₄ в барьерном разряде в присутствии воды с образованием кислородсодержащих соединений и различных углеводородов С₁–С₅₊ предельного и непредельного строения. Установлено, что на направление протекания реакции влияет молекулярная масса и строение исходного олефина. В ряду этилен–пропилен–бутилен повышается содержание кислородсодержащих соединений с 28.1, 74.3 и 66.7 мас. % соответственно. При окислении изобутена преимущественно образуются изомасляный альдегид и ацетон с содержанием 53 и 21 мас. %, при окислении бутена-1 и бутена-2 основными продуктами является бутанол-2 (до 26 мас. %).

Экспериментально исследовались стримерные разряды атмосферного давления на поверхности воды при двух различных полярностях напряжения на высоковольтном электроде. Осуществлялись фоторегистрация структуры разрядов и статистический анализ полученных изображений. Получено, что разряды имеют сложную структуру с множеством разветвлений каналов. Найдено, что число разветвлений в разрядах отрицательной полярности в несколько раз превышает число разветвлений положительной полярности. При этом средний угол разветвлений в положительных разрядах больше среднего угла разветвлений в разрядах отрицательной полярности. Разветвлений с углами >90° и точек пересечения разных ветвей друг с другом обнаружено не было.