Нековалентное хелатирование: химики СПбГУ стабилизировали одновалентную медь
Ученые из России и Испании впервые использовали эффект нековалентного хелатирования для синтеза новых соединений одновалентной меди. Комплексы меди (I) изучаются как возможная альтернатива дорогостоящим соединениям платины и иридия при производстве оптоэлектронных материалов. Однако такие соединения наименее стабильны на воздухе. Химики исследуют способы повышения стабильности комплексов за счет образования циклов, содержащих атомы металла. Коллектив химиков из Санкт-Петербургского государственного университета и Томского политехнического университета при участии коллег из Университета Балеарских островов нашел новый подход к стабилизации комплексов одновалентной меди за счет нековалентного хелатирования. Они обнаружили, что формирование супрамолекулярного цикла за счет галогенных связей между катионами поливалентных галогенов и 1,2,4-оксадиазольными лигандами, окружающими атом меди (I), повышает стабильность итоговых комплексов. Благодаря нековалентным связям частички комплекса, которые окружают медь, крепче удерживают атом металла, защищая его от воздействий. Галогенные связи нашли широкое применение в материаловедении и используются для повышения эффективности светоизлучающих устройств, а также для очистки воды и химических продуктов от опасных загрязнителей.
Нефть из воды: новый способ ГРП от ученых Пермского Политеха
Ученые Пермского Политеха запатентовали технологию ГРП, позволяющую увеличить объем нефтедобычи. Результат достигается за счет закачки жидкости на низкой скорости для вовлечения дополнительного количества естественных трещин. Разработанная методика предполагает закачку жидкости в несколько этапов. Перед проведением гидроразрыва на первом этапе осуществляют закачку жидкости на малой скорости. Это позволяет вовлечь в процесс естественные трещины карбонатного коллектора. Затем в образованные на первом этапе трещины жидкость закачивают с более высокой скоростью, чтобы создать несколько основных трещин. На заключительном этапе осуществляется закачка жидкости разрыва для создания гидродинамической связи между трещинами, образовавшимися на первом и втором этапах, и пустотами, расположенными в удаленной части пласта. Эффективность представленной технологии проведения гидроразрыва пласта подтверждена экспериментально. Ее применение при разработке трещиноватых карбонатных коллекторов позволяет повысить производительность скважин. Технология уже тестируется на месторождениях ООО «ЛУКОЙЛ-Пермь».
Промоторы гидратообразования от ученых КФУ
Ученые Казанского федерального университета разработали перспективные промоторы гидратообразования. Анионные поверхностно-активные вещества и производные аминокислот оказались очень эффективны в роли активаторов роста газогидратов для технологии хранения газа. Разработка ученых КФУ может позволить отказаться от сжигания попутного нефтяного газа на месторождениях, стать решением для освоения малых и средних месторождений, где ранее использовать традиционные методы хранения и транспортировки было невыгодно, а также открывает новые возможности для газификации удаленных населенных пунктов. Препятствием для использования существующих коммерческих промоторов является излишне обильное пенообразование во время стадии регазификации. Кроме того, некоторые из них являются небезопасными для окружающей среды. В ходе исследования ученые разработали новые производные аминокислот в качестве первоклассных промоторов, превосходящих по эффективности поверхностно-активные вещества, но при этом не обладающие проблемами пенообразования во время формирования и разложения газовых гидратов. Синтезированные промоторы не являются ПАВ. Разработка имеет как прикладное, так и фундаментальное значение. Ученые выявили зависимость «структура – свойство», что важно для установления механизмов промотирования гидратообразования.
Алгоритм оптимизации разработки нефтегазовых месторождений от ученых ТГУ
Сотрудники Тюменского государственного университета и нефтяных компаний рассмотрели вопросы разработки онтологических моделей, алгоритмов и программного комплекса для технологических систем, которые выполняются при проектировании нефтегазового месторождения. Сложность проектов и высокая степень неопределенности геологических данных обусловливают необходимость создания систем цифрового инжиниринга, которые способны обеспечить интеллектуальную поддержку процессов концептуального проектирования. Они позволяют на ранних этапах разработать технологические варианты с учетом многих требований и условий, в том числе при разных исходных данных, с учетом возможных ограничений. Это позволяет рассматривать ИС ПКПМ как новый вид программных инструментов, отличающий его от других известных систем (MBSE, SysRE, PLM, BIM и др.).
Энергоэффективный способ получения водород от химиков УУХ
Самым чистым водородом считается «зеленый» – его получают методом электролиза, т.е. путем разложения воды на водород и кислород с помощью электрического тока.
Главный недостаток такого метода – высокая стоимость. Удельные затраты электроэнергии на производство 1 кг водорода достигают 40 кВт/ч. Химикам ФИЦ угля и углехимии СО РАН удалось в два раза сократить энергозатраты на получение водорода с помощью разложения воды. В качестве сырья они использовали суспензию из воды и нанопорошка алюминия, которую облучали лазером. Преимущество технологии в том, что лазерное излучение поглощается только частицами алюминия, а вода оптически прозрачна, частицы алюминия покрыты оксидной оболочкой – облучение разрушает ее, вода контактирует с металлическим ядром и происходит химическая реакция с выделением водорода. Благодаря простоте процесса, выбранным компонентам и инструментам ученые сократили затраты электроэнергии до 15–17 кВт/ч на 1 кг водорода.
Побочный продукт процесса, оксид алюминия, можно использовать для производства адсорбентов и керамических материалов, а также в качестве носителя катализаторов.
Технология с учетом выведения на промышленный уровень также может оказаться доступнее электролиза.
Герметизация нефтепроводов от химиков Пермского Политеха
Одним из важнейших требований, предъявляемых к запорной арматуре, является герметичность затвора. Запирающим элементом в задвижке выступает клин. Ученые Пермского Политеха предложили азотировать поверхность деталей, что увеличит срок службы оборудования. Для повышения эффективности элементов затвора обычно применяется дорогостоящее высоколегирование коррозионностойких сталей и сплавов. Этот метод приводит к желаемым показателям, но в несколько раз увеличивает себестоимость конструкции. Кроме того, использование коррозионностойких сталей лимитировано за счет малых удельных показателей прочности.
В качестве альтернативы ученые выбрали метод химико-термической обработки верхнего слоя клинового затвора, который заключается в насыщении поверхности детали азотом в ионизированных газовых средах. В ходе исследования было выявлено повышение удельной контактной прочности и твердости, стойкость к общей и межкристаллитной коррозии для всех сталей и сплавов металлов, включая операции при высоких температурах. Равномерное нагревание деталей по всей поверхности обеспечивает минимальное изменение размеров, поэтому технология повышения прочности отлично подходит для трубопроводной арматуры в жестких эксплуатационных режимах.
