Ключові слова
карбонові нанорозмірні сферичні кластери
фізико-хімічні експлуатаційні та екологічні властивості палива
Як цитувати
Анотація
Робота присвячена з'ясуванню загального механізму дії екзомодифікованих вуглецевих наносфер (CNO - Brn нано-оніонів) на різні хімічні та фізико-хімічні властивості етанольних моторних палив. Формування надмолекулярних сольватних груп в органічних середовищах пояснюється участю різних сил міжмолекулярної взаємодії, основними з яких є поляризаційні та орієнтаційні, а також донорно-акцепторних сил взаємодії наносфер з навколишнім середовищем. Запропоновано та обґрунтовано концепцію створення в органічному середовищі сольватаційних утворень - доменів, розміри яких, визначені методом фотонно-кореляційної лазерної спектроскопії, варіюються від 21 до 1000 нм залежно від хімічної природи розчинника. Для етанолу розмір таких утворень становив ~ 400 нм, що значно перевищує розмір окремих частинок добавки. Встановлено, що для поліпшення експлуатаційних характеристик етанолового палива достатньо ввести низькі концентрації (10-3 -10-2%, мас.) cинтезованих бромованих наночастинок.
Показано, що зміна мікрогетерогенної структури палива впливає на зміну його фізико-хімічних та експлуатаційних характеристик: зменшуються діелектрична проникність та гідрофобність середовища, збільшується тиск насиченої пари, що покращує вихідні властивості палива; гідрофобізація середовища допомагає зменшити корозійні властивості етанольного палива на одиницю, внаслідок чого не потрібне додаткове введення інгібітора корозії; несуча здатність палива в присутності бромованих наночастинок збільшується в 1,5 рази порівняно з базовим паливом з відповідним зменшенням пошкодження металевої поверхні пар тертя.
Саме перегрупування вторинної надмолекулярної структури палив у присутності бромованих вуглецевих наносфер пояснює багатофункціональність їх впливу на фізико-хімічні властивості та хіммотологічні характеристики ета-нольних моторних палив.
Посилання
Polunkin Ye. V., Pylyavs'kyy V. S., Kamenyeva T. M., Shelud'ko Ye. V. Karbonovi sferoyidal'ni polisharuvati nanoklastery yak perspektyvni bahatofunktsional'ni prysadky do motornykh palyv. Problemy resursu i bezpeky ekspluatatsiyi konstruktsiy, sporud ta mashyn. 2015. 200-205.
Gaidai O., Bereznitsky Ya., Himach N., Pylyavskiy V., Polunkin Ye. Vplyv prysadok na osnovi nanorozmirnykh sferoyidal'nykh karbonovykh klasteriv na ekspluatatsiyni vlastyvosti etanol'nykh benzyniv. Problemy khimmotolohiyi. Teoriya ta praktyka ratsional'noho vykorystannya tradytsiynykh i al'ternatyvnykh palyvno-mastyl'nykh materialiv: monohrafiya. 2017. 35-42
Hayday O.A., Himach N.Yu., Pylyavs'kyy V.S., Polunkin Ye. V. Novi pidkhody do stvorennya al'ternatyvnykh motornykh palyv z ponovlyuvanoyi syrovyny. ScienceRise. 13-21 https://doi.org/10.15587/2313-8416.2016.71955
Danilov A.M. Primeneniye prisadok v toplivakh: Spravochnik. 2010. 368 p
Kuliyev A.M. Khimiya i tekhnologiya prisadok k maslam i toplivam. 2-ed. 1985. 312 p
Frolova K.V. Sovremennaya tribologiya: itogi i perspektivy. 2008. 480 p
Bartelmess J., Giordani S. Carbon nano-onions (multi-layer fullerenes): chemistry and applications. Beilstein J. Nanotechnol. 2014. 1980-1998 https://doi.org/10.3762/bjnano.5.207
Boguslavskiy L.Z., Nazarova N. S., Vinnichenko D.V., Rud' A.D., Kyryan I.M., Zelinskaya G.M. Sintez nanougleroda vysokochastotnym razryadno-impul'snym metodom. Nanosystemy, nanomaterialy, nanotekhnolohiyi. 2012. 159-167
Tsyvadze A.Yu., Abrosymov V.K., Kyselev M. H. Strukturnaya samoorganizatsiya v rastvorakh i na granitse razdela faz. 2008. LKI. 544 р
Franks F. Water: A Matrix of Life, 2nd Edition (London: Royal Society of Chemistry). 2000. 238 p
Krestov G.A. Termodinamika protsessov v rastvorakh. 1984. Leningrad: Khimiya. 272 p
Raykhardt K. Rastvoriteli i effekty sredy v organicheskoy khimii. 1991. Moskva: Mir. 763 p
Bokris D. Sovremennyye aspekty elektrokhimii. 1967. Moskva: Mir. 512 p
Moskva V.V. Rastvoriteli v organicheskoy khimii. Sorosovskiy obrazovatel'nyy zhurnal. 1999. 44-50
Nikol'skiy B.P. Spravochnik khimika. Leningrad: Khimiya. 1966. T.1. 1072 p
Stepanova T.P., Karpenko Ye.D., Kapralova V.M. Dipol'nyye momenty N-metilpirrolidona v zhidkom sostoyanii i v razbavlennom vodnom rastvore. Nauchno-tekhnicheskiye vedomosti SPbGPU. Fiziko-matematicheskiye nauki. 2013. 112-117
Haidai O., Pilyavskiy V., Shelud'ko Ye., Polunkin Ye. Improvement of performance characteristics of ethanol motor fuels through use of additives based on nanoscale carbon clusters. EUREKA: Physics and Engineering. 2016. 3-10 https://doi.org/10.21303/2461-4262.2016.00213
Pentina Yu. A. Fizika i khimiya tverdogo sostoyaniya organicheskikh veshchestv. Moskva: Mir. 1967. 738 p
Shchur D.V., Matysyna Z.A., Zahynaychenko S.Yu. Uglerodnyye nanomaterialy i fazovyye prevrashcheniya v nikh. Dnepropetrovsk.: Nauka i obrazovaniye. 2007. 680 p
Sedel'nikova O. V., Bulusheva L. G., Okotrub A.V. Vliyaniye defektov uglerodnoy setki na staticheskuyu polyarizuyemost' fullerenov. Fizika tverdogo tela. 2009. 815-821
Shirinkin S.V., Shaposhnikov A.A., Volkova T.O., Andrievskiy G.V., Davydovskiy A.G. Gidratirovannyy fulleren kak ínstrument dlya ponimaniya roli osobykh strukturnikh svoystv vodnoy sredy zhivogo organizma dlya yego normal'nogo funktsionirovaniya. Nauchnyye vedomosti BelGU: Yestestvennyye nauki. 2012. 122-130
Zheng J.M., Chin W.C., Khijniak E.Jr., Pollack G.H. Surfaces and interfacial water: evidence that hydrophilic surfaces have long-range impact. Adv. Colloid. Interface. Sci. 2006. 19-21 https://doi.org/10.1016/j.cis.2006.07.002
Kovalev P.G., Khliyan M.D. Fizika (Molekulyarnaya fizika. Elektrodinamika). Rostov-na-Donu: Izdatel'stvo Rostovskogo universiteta. 1975. 264 p