Физико - химический анализ систем с ингредиентами альтернативных энергоносителей
На правах рукописи
ЮЛИНА Ирина Викторовна
ФИЗИКО - ХИМИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ
СИСТЕМ С ИНГРЕДИЕНТАМИ
АЛЬТЕРНАТИВНЫХ ЭНЕРГОНОСИТЕЛЕЙ
Специальность: 02.00.04 – физическая химия
Автореферат
диссертации на соискание ученой степени
кандидата химических наук
Саратов 2007
Работа выполнена в Самарском государственном техническом университете
Научный руководитель: доктор химических наук, профессор,
Заслуженный деятель науки РФ
Трунин Александр Сергеевич
Официальные оппоненты: доктор химических наук, профессор
Сечной Андрей Иванович
доктор технических наук, профессор
Решетов Вячеслав Александрович
Ведущая организация Московский государственный
университет им. М.В. Ломоносова
Защита состоится « 12 » ноября 2007 года в 14:00 часов на заседании диссертационного совета Д 212.243.07 по химическим наукам при Саратовском государственном университете им. Чернышевского по адресу: 410012, г. Саратов, ул. Астраханская, 83, 1 корпус, химический факультет.
С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Саратовского государственного университета им. Чернышевского по адресу: 410012, г. Саратов, ул. Астраханская, 83.
Отзывы на автореферат в двух экземплярах просим направлять по адресу: 410012, г. Саратов, ул. Астраханская, 83, 1 корпус, химический факультет, Учёному секретарю диссертационного совета Д 212.243.07
профессору В.В. Сорокину.
Автореферат разослан «9» октября 2007 г.
Ученый секретарь
диссертационного совета
доктор химических наук, профессор В.В. Сорокин
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Актуальность работы. Необходимость разработки альтернативы существующим топливам нефтяного происхождения бесспорна. В настоящее время все большую актуальность приобретает вопрос энергетического обеспечения жизнедеятельности общества. Энергетические потребности сегодня практически полностью удовлетворяются за счёт ископаемых топлив, главным образом, углеводородных (нефть, газ, уголь). К концу XXI века энергопотребление на планете возрастёт ещё в 400 раз, потребуются новые источники энергии. Запасов угля хватит примерно на 270 лет, нефти на 35-40 лет, газа на 50 лет. Энергия была и остается одной из главной составляющей жизни человека.
Без освоения различных видов энергии человек не способен полноценно существовать. Освоение добычи традиционных основных энергетических ресурсов - угля, нефти и газа, использование энергии рек, освоение “мирного атома”, привело к поиску новых нетрадиционных, возобновляемых и экологически чистых альтернативных видов энергии.
Не менее важной причиной необходимости освоения альтернативных источников энергии является проблема глобального потепления. Суть ее заключается в том, что двуокись углерода, высвобождаемая при сжигании газа, угля, дизельного топлива и бензина в процессе получения тепла, электроэнергии и обеспечения работы транспортных средств, поглощает тепловое излучение поверхности нашей планеты, и создает так называемый парниковый эффект.
Таким образом, создание неуглеводородных азотсодержащих альтернативных источников энергии с возможностью их преобразования и аккумулирования в естественные циклы планетарного кругооборота азота, кислорода и воды является актуальной проблемой.
Цель работы. Исследование двух-, трёх- и четырёхкомпонентных систем с ингредиентами химического топлива для разработки физико-химических основ альтернативных энергоносителей на возобновляемых ресурсах.
Задачи исследования:
1. Разработка физико-химических основ альтернативных энергоносителей на базе азотоводородных композиций.
2. Исследование двухкомпонентных систем с ингредиентами химических топлив.
3. Исследование ряда трёхкомпонентных эвтонических систем для разработки перспективных составов альтернативных энергоносителей с использованием метода компьютерного моделирования.
4. Построение политерм кристаллизации трёхкомпонентных эвтонических систем.
5. Моделирование характеристик систем ряда четырёхкомпонентных эвтектик и эвтоник перспективных составов альтернативных энергоносителей.
Методы исследования. Для решения поставленных задач использовались методы физико-химического анализа: визуально – политермический, дифференциальный термический анализ, дифференциальная сканирующая калориметрия и компьютерное моделирование систем.
Научная новизна:
1. Впервые изучен ряд двухкомпонентных систем с азото - водородными ингредиентами для разработки альтернативных неуглеводородных энергоносителей: C6H12N4 – H2O, C2H5NO – NH4NO3, C6H12N4 – NH4NO3, CO(NH2)2 - C2H5NO, CO(NH2)2*HNO3 - C2H5NO.
2. Исследованы характеристик ряда трёхкомпонентных эвтоник с ингредиентами разрабатываемого альтернативного топлива с применением компьютерного моделирования и экспериментальных методов: CO(NH2)2 - NH4NO3 – H2O, CO(NH2)2 - NaNO3 – H2O, KNO3 – NH4NO3 – H2O, NaNO3 – NH4NO3 – H2O, KNO3 – NaNO3 – H2O, CO(NH2)2 – KNO3 – H2O.
3. Построены полные поверхности кристаллизации систем: NH4NO3 – CO(NH2)2 – H2O, CO(NH2)2 - NaNO3 – H2O, KNO3 – NH4NO3 – H2O, NaNO3 – NH4NO3 – H2O, KNO3 – NaNO3 – H2O, CO(NH2)2 – KNO3 – H2O.
4. Исследованы характеристики ряда четырёхкомпонентных эвтоник и эвтектик с ингредиентами разрабатываемого альтернативного топлива: CO(NH2)2 - NH4NO3 – NaNO3 – H2O, CO(NH2)2 - NaNO3 – KNO3 – H2O, KNO3 – NH4NO3 – CO(NH2)2 - H2O, NaNO3 – NH4NO3 –KNO3 – H2O, KNO3 – NaNO3 - CO(NH2)2 - NH4NO3 с применением компьютерного моделирования систем и экспериментальных методов.
Практическая ценность работы. Получены важные физико-химические характеристики ряда композиций, необходимые для разработки альтернативных энергоносителей на основе возобновляемых природных ресурсов.
На защиту автор выносит:
1. Данные по диаграммам плавкости двухкомпонентных систем: C6H12N4 – H2O, C2H5NO – NH4NO3, C6H12N4 – NH4NO3, CO(NH2)2 - C2H5NO, CO(NH2)2*HNO3 - C2H5NO, CO(NH2)2 - H2O, NH4NO3 - CO(NH2)2, CO(NH2)2 – NH4ClO4, CO(NH2)2 – NaClO4, CO(NH2)2 – NaNO3.
2. Построение полной поверхности кристаллизации трёхкомпонентных систем NH4NO3 – CO(NH2)2 – H2O, CO(NH2)2 - NaNO3 – H2O, KNO3 – NH4NO3 – H2O, NaNO3 – NH4NO3 – H2O, KNO3 – NaNO3 – H2O, CO(NH2)2 – KNO3 – H2O
3. Новые данные по исследованию физико-химических характеристик эвтектик (эвтоник) четырёхкомпонентных солевых и водно-солевых систем с применением компьютерного моделирования и экспериментальных методов: CO(NH2)2 - NH4NO3 – NaNO3 – H2O, CO(NH2)2 - NaNO3 – KNO3 – H2O, KNO3 – NH4NO3 – CO(NH2)2 - H2O, NaNO3 – NH4NO3 –KNO3 – H2O, KNO3 – NaNO3 - CO(NH2)2 - NH4NO3, как ингредиентов разрабатываемого безуглеводородного энергоносителя исследованных.
Апробация работы и публикации. Основные результаты работы докладывались и обсуждались на: 5-ой Междунар. конф. молодых учёных «Актуальные проблемы современной науки» (Самара – 2004); 1 - 2 Междунар. форумах «Актуальные проблемы современной науки» (Самара – 2005 – 2006 г.г. ); Всерос. конф. обучающихся «Юность, наука, культура» (Москва, 2006 г.);
По материалам диссертации опубликовано, более 20 статей, в т.ч. 3 в реферируемых журналах, рекомендованных ВАК.
Структура и объём работы. Диссертационная работа изложена на 175 листах текста и состоит из введения, трёх глав, заключения, общих выводов, списка сокращений, списка литературы из 149 наименований, содержит 89 рисунков, 51 таблицу.
Автор выражает благодарность за помощь в подготовке написания диссертации к.х.н. Моргунову О.Е., Вост. НИИ в лице с.н.с Макарова А.Ф. (г. Кемерово), сотрудников лаборатории физико-химического анализа многокомпонентных систем СамГТУ.
ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ
Во введении обоснована актуальность работы, сформулирована цель, определены задачи, новизна, научная и прикладная значимость исследований.
В первой главе дан анализ обзора литературы по альтернативной энергетике. Альтернативные энергоносители получают, в основном, из сырья ненефтяного происхождения, применяют для сокращения потребления нефти с использованием (после реконструкции или создания новых) энергопотребляющих устройств, работающих на нефтяном топливе. По областям применения все топлива делятся на три вида: энергетические, моторные и унитарные. Для альтернативного решения топливной проблемы во всём мире рассматриваются неуглеводородные источники энергии, не связанные с добычей ресурсов из недр земли. К природным видам энергии относят: энергию ветра, геотермальную энергию, тепловую энергию океана, энергию приливов и отливов, энергию морских течений, энергию солнца, водородную, атомную энергетику, термояд, а так же топливо из растительного сырья – биотоплива, и др.
Применение различных видов альтернативных топлив требует определенных материальных затрат, которые не всегда окупаются. Проблемы разработки эффективных и безопасных систем хранения альтернативных видов энергии до сих пор остаются нерешёнными. Использование добавок спиртов и "биотоплив" к традиционному нефтяному топливу для транспортных двигателей не решает проблемы экологической нагрузки на биосферу.
В работе рассматривается выбор и обоснование ингредиентов на основе возобновляемых источников энергии. Предлагается в качестве альтернативного источника использовать энергию унитарного химического топлива типа восстановитель + окислитель (энергонасыщенные композиции).
Для сгорания унитарных топлив (монотоплив) в двигателях внутреннего сгорания (ДВС) не требуется воздух. Это могут быть индивидуальные и смесевые окислительсодержащие вещества: ракетные топлива, метательные взрывчатые вещества (пороха) и пиротехнические топлива, бризантные взрывчатые вещества (ВВ) и пр.
Принципиальные преимущества новой топливной технологии по сравнению с традиционными нефтяными источниками энергии приведены в табл.1.
Таблица 1
Сравнительный анализ нефтяных и азото-водородных энергоносителей
| Бензин и нефтепродукты | Азото-водородные монотоплива |
| - невозобновляемость - массовая доля углерода 86-87% - парниковый эффект, - токсичность (СО, NOх, бензпирен, сажа, альдегиды, SOх и др.) - необходимость воздуха - пожаровзрывоопасность | - возобновляемость - массовая доля углерода 3-4% - снижение эмиссии СО2 - снижение эмиссии СО, NOх -монотопливность (унитарность) - пожаровзрывобезопасность |
В качестве базовых ингредиентов монотоплива предлагаются: окислитель - недефицитный нитрат аммония, восстановитель – карбамид, и др. (табл. 2)
Чаще всего в ракетных, огнестрельных и промышленных технологиях используют смесевые унитарные топлива на основе энергонасыщенных соединений (С, N, О, Н) – атомов. Легкоплавкие и высокорастворимые смеси окислитель + восстановитель + вода – на основе безуглеродного окислителя нитрата аммония (NH4NO3), легко совмещаемого с сорастворимыми горючими веществами в водной фазе – наиболее дешёвые и безопасные унитарные топлива. Пожаровзрывобезопасность легкоплавких водонитратных смесей (ВНС) приближается к растворам "жидких азотных удобрений" на основе нитрат аммония + карбамид, а потенциальная энергонасыщенность – к бездымным порохам. Экзотермическое разложение чистого нитрата аммония наступает при 210-230 0С, а в присутствии карбамида – при 240-250 0С. Вещества аминной природы стабилизируют термораспад нитрата аммония за счёт связывания азотнокислотных продуктов-катализаторов термолиза.
В табл. 2. приведены перспективные системы с ингредиентами альтернативных энергоносителей на возобновляемых ресурсах.
Таблица 2
Список исходных компонентов и перспективных составов
энергоносителей на неуглеводородной основе
| Список исходных компонентов | Двухкомпонентные системы |
| Окислители Нитрат аммония (NH4NO3) Перхлорат аммония (NH4ClO4) Перхлорат натрия (NaClO4) Нитрат натрия (NaNO3) Нитрат калия (KNO3) Восстановители Карбамид (CO(NH2)2) Уротропин (C6H12N4 ) Нитрат карбамида (CO(NH2)2*HNO3) Ацетамид (C2H5NO) Растворитель Вода (H2O) | Нитрат аммония - вода Карбамид- вода Уротропин- вода Нитрат карбамида - вода Нитрат натрия - вода Нитрат калия - вода Ацетамид - вода Перхлорат аммония - вода Перхлорат натрия - вода Нитрат аммония - карбамид Нитрат аммония - ацетамид Карбамид- ацетамид Карбамид- нитрат натрия Карбамид- нитрат калия |
| Тройные системы | |
| Нитрат аммония - карбамид- вода Нитрат аммония - нитрат калия - вода Нитрат аммония - нитрат натрия - вода Нитрат калия - нитрат натрия - вода | Карбамид- нитрат калия – вода Нитрат аммония – карбамид - нитрат калия Нитрат аммония - нитрат калия - нитрат натрия Карбамид- нитрат калия - нитрат натрия |
| Четырёхкомпонентные системы | |
| Нитрат аммония – нитрат натрия – нитрат калия - вода, Нитрат аммония - нитрат натрия – нитрат калия - карбамид | Нитрата аммония – карбамид – нитрат натрия – вода Нитрат аммония – карбамид – нитрат калия – вода Карбамид – нитрат натрия – нитрат калия - вода |
Растворимые горючие (восстановители) для легкоплавких ВНС-топлив должны характеризоваться максимальной калорийностью и содержанием водорода, возобновляемостью ресурсов, экологичностью, малой стоимостью, и совместимостью с растворами нитрата аммония, особенно при нагревании в процессе подготовки топливных доз при ~100-150 оС перед сжиганием
Список важнейших недефицитных ингредиентов обусловлен возобновляемостью компонентов и освоенным промышленным производством. Назначение синтетических азото-водородных монотоплив – механическая работа.
Данные смеси соответствуют:
- 100%-газоразложимым ВНС-топливам (альтернативные моторные топлива).
- ВНС-топлива с твёрдыми продуктами реакций (пиротехнические смеси).
Энергонасыщенные топливные композиции на основе предлагаемых ингредиентов дёшевы и безопасны в эксплуатации. Замена традиционных ДВС работающих на газорасширительные машины с альтернативным топливом на неуглеводородной основе в пересчёте на единицу производимой механической энергии даст экономию расхода топлива.
Ингредиенты азотных монотоплив являются возобновляемыми.
Экологически чистая работоотдача азотных монотоплив является достоинством альтернативных энергоносителей.
Вторая глава посвящена описанию методов инструментального обеспечения экспериментальных исследований и компьютерного моделирования фазовых систем. Описан алгоритм расчёта характеристик трёх- и четырёхкомпонентных эвтектик по методу Мартыновой-Сусарева, метод математического моделирования трёх- и четырехкомпонентных систем и алгоритм расчёта по Егоровой – Афанасьевой. Описаны физико-химические методы анализа и установки, на которых был произведён эксперимент.
Третья глава посвящена экспериментальным исследованиям одно-, двух-, трех- и четырёхкомпонентных систем, предлагаемых в качестве ингредиентов и композиций для разработки альтернативного топлива. Дан анализ квалификации используемых веществ для обеспечения эффективности исследований. Описаны и подтверждены термические характеристики полиморфных переходов. Экспериментальные данные показали хорошую сходимость с литературными источниками. Это позволило использовать их для исследований систем с числом компонентов от двух- и более при моделировании и экспериментальном подтверждении трёхкомпонентных составов.
Проведёна серия уточняющих экспериментальных исследований диаграмм двухкомпонентных систем, изученных ранее различными авторами, для корректировки данных, используемых при моделировании систем высшей мерности. В табл. 3. представлены принятые значения характеристик двухкомпонентных систем
Таблица 3
Принятые значения характеристик двухкомпонентных систем
| Система | Ха- рак тер то- чек | Состав, | Температура | |||||||||||
| масс. % | мол. % | |||||||||||||
| А | В | А | В | А | В | °С | оК | |||||||
| Двухкомпонентные безводные системы | ||||||||||||||
| NH4NO3 | NaNO3 | е | 79,5 | 20,5 | 80 | 20 | 120,8 | 393,8 | ||||||
| NH4NO3 | KNO3 | е | 87 | 13 | 89,5 | 10,5 | 157 | 430 | ||||||
| NH4NO3 | CO(NH2)2 | е | 53,5 | 46,5 | 46,3 | 53,6 | 44,6 | 317,6 | ||||||
| NH4NO3 | C2H5NO | е | 40 | 60 | 32,9 | 67,0 | 46 | 319 | ||||||
| NH4NO3 | C6H12N4 | е | 80 | 20 | 87,5 | 12,5 | 122 | 395 | ||||||
| NH4NO3 | NaClO4 | е | 90 | 10 | 93,2 | 6,7 | 129 | 402 | ||||||
| NH4NO3 | NH4ClO4 | е | 90 | 10 | 92,9 | 7,041 | 146 | 419 | ||||||
| KNO3 | NaNO3 | min | 54,55 | 45,45 | 50 | 50 | 222 | 495 | ||||||
| NaNO3 | CO(NH2)2 | е | 30 | 70 | 23,2 | 76,7 | 79,8 | 352,8 | ||||||
| NaNO3 | NaClO4 | е | 52,58 | 47,4 | 61,5 | 38,5 | 226 | 499 | ||||||
| KNO3 | CO(NH2)2 | е | 24,6 | 75,4 | 16,2 | 83,7 | 110 | 383 | ||||||
| CO(NH2)2 | C2H5NO | е | 30 | 70 | 29,6 | 70,3 | 61 | 334 | ||||||
| NaClO4 | CO(NH2)2 | е | 37,5 | 62,5 | 28,1 | 71,8 | 60 | 333 | ||||||
| CO(NH2)2 | NH4ClO4 | е | 50 | 50 | 66,1 | 33,8 | 55 | 328 | ||||||
| CO(NH2)2 *HNO3 | C2H5NO | е | 30 | 70 | 17,0 | 82,9 | 42 | 315 | ||||||
| Двухкомпонентные водные системы | ||||||||||||||
| NH4NO3 | H2O | е | 42,7 | 57,3 | 14,16 | 85,8 | -16,9 | 256,1 | ||||||
| NaNO3 | H2O | е | 39 | 61 | 11,9 | 88,0 | -18,1 | 254,9. | ||||||
| KNO3 | H2O | е | 10,5 | 89,5 | 2,0 | 97,9 | -3,1 | 269,9 | ||||||
| CO(NH2)2 | H2O | е | 31,5 | 68,5 | 12,1 | 87,8 | -11,4 | 261,6 | ||||||
| CO(NH2)2 *HNO3 | H2O | е | 10 | 90 | 1,6 | 98,4 | -4,5 | 268,5 | ||||||
| C2H5NO | H2O | е | 48 | 52 | 21,97 | 78,03 | -36,2 | 236,8 | ||||||
| C6H12N4 | H2O | е | 32,5 | 67,5 | 5,83 | 94,17 | -15,2 | 257,8 | ||||||
| NaClO4 | H2O | е | 57,5 | 42,5 | 16,6 | 83,4 | -31.4 | 241,6 | ||||||
| NH4ClO4 | H2O | е | 11 | 89 | 1,86 | 98,14 | -3,2 | 269,8 | ||||||
Исследование трёхкомпонентных систем заключается в очевидных предпосылках. В трёхкомпонентных системах, температуры, как эвтектик, так и эвтоник будут ниже, чем в двухкомпонентных системах, что важно для технологических целей, например, для получения составов с пониженной температурой замерзания. Кроме этого, особый интерес при исследовании трёхкомпонентных систем заключается в определении эффективности и возможностей практического использования метода компьютерного моделирования и программы «Моделирование нонвариантных точек трёхкомпонентных эвтектических систем» для дальнейших исследований по поиску перспективных композиций альтернативных энергоносителей.
Применение компьютерного моделирования позволяет с единичным подтверждающим экспериментом, а в некоторых случаях и без него, получить информацию по серии трёхкомпонентных систем, в частности, по характеристикам эвтектик и эвтоник.
В табл. 4. представлены принятые данные по эвтектическим и эвтоническим характеристикам трехкомпонентных систем. Это имеет самостоятельное значение и вызвано необходимостью корректных данных для моделирования и расчёта четырёхкомпонентных систем.
Таблица 4
Принятые значения эвтоник трёхкомпонентных систем
| Система | Состав, % мол | Температура | ||||||
| оС | оК | |||||||
| А | В | С | А | В | С | |||
| NH4NO3 | CO(NH2)2 | Н2О | 14,8 | 16,6 | 69,65 | -26,5 | 246,5 | |
| NH4NO3 | NaNO3 | Н2О | 9,52 | 9,07 | 81,4 | -25,7 | 247,3 | |
| NH4NO3 | KNO3 | Н2О | 16,2 | 2,1 | 81,7 | -19,8 | 253,2 | |
| NaNO3 | KNO3 | Н2О | 1,5 | 11,7 | 86,7 | -19 | 254 | |
| KNO3 | CO(NH2)2 | Н2О | 1,8 | 13,7 | 84,5 | -15 | 258 | |
| NaNO3 | CO(NH2)2 | Н2О | 6 | 13 | 81 | -20,5 | 252,5 | |
На рис. 1 - 6 представлены исследованные эвтонические трёхкомпонентные системы с нанесенными поверхностями кристаллизации. Для этого были построены и исследованы политермические разрезы для более точного формирования поверхностей кристаллизации.
Исследование четырёхкомпонентных систем имеют преимущества по отношению к двух- и трёхкомпонентными системами в связи с тем, что температура замерзания будет ниже. Благодаря этому, возможно применение данных составов как неуглеводородного топлива в условиях отрицательных климатических температур. Исследования проводились с помощью моделирования четырёхкомпонентных систем, с последующим подтверждающим экспериментом. Это привело к минимизации трудозатрат при использовании многокомпонентных систем.
Было проведено моделирование характеристики четырёхкомпонентных эвтектик и эвтоник пяти систем: CO(NH2)2 - NH4NO3 – NaNO3 – H2O, CO(NH2)2 - NaNO3 – KNO3 – H2O, KNO3 – NH4NO3 – CO(NH2)2 - H2O, NaNO3 – NH4NO3 –KNO3 – H2O, KNO3 – NaNO3 - CO(NH2)2 - NH4NO3. Все составы показали хорошую сходимость с расчётом. Погрешность моделирования составила не более 5%.
 Рис. 1 Политерма кристаллизации системы NH4NO3 – CO(NH2)2 –H2O | |
 Рис. 2 Политерма кристаллизации системы NH4NO3 – NaNO3 – H2O | |
 Рис. 3 Политерма кристаллизации системы NH4NO3– KNO3 – H2O | |
 Рис. 4 Политерма кристаллизации системы CO(NH2)2 – NaNO3 –H2O | |
 Рис. 5 Политерма кристаллизации системы CO(NH2)2 – KNO3 – H2O | |
 Рис. 6 Политерма кристаллизации системы NaNO3 – KNO3 – H2O | |
В табл. 6. представлены принятые значения четырёхкомпонентных эвтектических и эвтонических систем.
Таблица 6
Принятые значения эвтоник четырёхкомпонентных систем
| Состав, % мол. | Тэв., К | Тэв., C | ||||
| NH4NO3 | NaNO3 | KNO3 | CO(NH2)2 | H2O | ||
| 39,3 | 9,8 | 5,0 | 45,6 | - | 304,2 | 31,2 |
| 14 | 3 | 3 | - | 80 | 241,5 | -31,1 |
| 10,5 | 2 | - | 10,5 | 77 | 245,4 | -27,6 |
| 10,4 | - | 1,2 | 10,6 | 77,8 | 243,2 | -29,8 |
| - | 5,2 | 2,7 | 11,1 | 81,1 | 251,5 | -21,5 |
Данные по четырёхкомпонентным системам являются важными физико-химическими характеристиками композиций, составляющих основу разрабатываемых альтернативных энергоносителей на возобновляемых ресурсах. Результаты исследования необходимы для прогнозирования более технологичных и легкоплавких многокомпонентных составов.
В заключении представлены принятые значения характеристик эвтектик и эвтоник по двух-, трёх- и четырёхкомпонентным системам.
Выводы:
1. Азотоводородные энергоносители на возобновляемых ресурсах дёшевы, экологически пожаро и взрывобезопасны, не токсичны.
2. Изученные диаграммы состояния двухкомпонентных систем с ингредиентами альтернативных энергоносителей: C6H12N4 – H2O, C2H5NO – NH4NO3, C6H12N4 – NH4NO3, CO(NH2)2 - C2H5NO, CO(NH2)2*HNO3 - C2H5N – являются эвтектическими (эвтоническими).
3. Смоделированные трёх- и четырёхкомпонентные системы по алгоритмам Мартыновой – Сусарева и Егоровой – Афанасьевой позволяют с еденичным подтверждающим экспериментом определить эвтектические и эвтонические характеристики органических и неорганических соединений.
4. Построенные политермы кристаллизации трёхкомпонентных систем: CO(NH2)2 - NH4NO3 – H2O, CO(NH2)2 - NaNO3 – H2O, KNO3 – NH4NO3 – H2O, NaNO3 – NH4NO3 – H2O, KNO3 – NaNO3 – H2O, CO(NH2)2 – KNO3 – H2O, позволяют выявить характеристики низкоплавких и стехиометрических составов.
5. Характеристики четырёхкомпонентных эвтоник (эвтектик): CO(NH2)2 - NH4NO3 – NaNO3 – H2O, CO(NH2)2 - NaNO3 – KNO3 – H2O, KNO3 – NH4NO3 – CO(NH2)2 - H2O, NaNO3 – NH4NO3 –KNO3 – H2O, KNO3 – NaNO3 - CO(NH2)2 - NH4NO3 расширяют области низкоплавких составов.
Основное содержание диссертации опубликовано:
- Трунин А.С., Андреев Е.А., Юлина И.В., Моргунова О.Е. «Система карбамид-вода» // Актуальные проблемы современной науки: Тр. 5-й Междунар. конф. молодых ученых. - Ч.12. Физико-химический анализ. Самара, 2004. - С. 139-141.
- Трунин А.С., Юлина И. В., Моргунова О.Е., Починова Т.В. «Исследование системы уротропин – вода как составляющей для разработки альтернативных топлив». // Актуальные проблемы современной науки: Тр. 5-й Междунар. конф. молодых ученых. - Ч.12. Физико-химический анализ. Самара. 2004. - С. 141-142.
- Трунин А.С., Моргунова О.Е., Юлина И.В., Макаров А.Ф. «Система Na, NH4 // NO3 – H2O». // Актуальные проблемы современной науки: Тр. 5-й Междунар. конф. молодых ученых. - Ч.12. Физико-химический анализ. Самара. 2004. - С. 158-160.
- Трунин А.С., Моргунова О.Е., Юлина И.В., Макаров А.Ф. «Система K, Na // NO3 – H2O». В кн.: // Актуальные проблемы современной науки: Тр. 5-й Междунар. конф. молодых ученых. - Ч.12. Физико-химический анализ. Самара. 2004. - С. 160-161.
- Трунин А.С., Моргунова О.Е., Починова Т.В., Макаров А.Ф., Юлина И.В. «Система K, NH4 // NO3 – H2O». // Актуальные проблемы современной науки: Тр. 5-й Междунар. конф. молодых ученых. - Ч.12. Физико-химический анализ. Самара. 2004. - С. 156-158.
- Трунин А.С., Юлина И.В., Зипаев Д.В., Макаров А.Ф. «Исследование политермы кристаллизации системы перхлорат аммония – нитрат аммония». // Актуальные проблемы современной науки: Тр. 6-й Междунар. конф. молодых ученых. - Ч.19. Альтернативные энергоносители на возобновляемых ресурсах. Самара, 2005. - С.46-50.
- Трунин А.С., Юлина И.В., Моргунова О.Е., Зипаев Д.В. «Исследование перспективной системы карбамид-нитрат калия – вода при разработке энергонасыщенных топлив. // Актуальные проблемы современной науки: Тр. 6-й Междунар. конф. молодых ученых. - Ч.19. Альтернативные энергоносители на возобновляемых ресурсах. Самара, 2005. - С.73-75.
- Трунин А.С., Юлина И.В., Моргунова О.Е., Зипаев Д.В. «Моделирование эвтектических характеристик трёхкомпонентной системы карбамид – ацетамид – вода». // Актуальные проблемы современной науки: Тр. 6-й Междунар. конф. молодых ученых. - Ч.19. Альтернативные энергоносители на возобновляемых ресурсах. Самара, 2005. - С.76-79
- Трунин А.С., Юлина И.В., Моргунова О.Е., Зипаев Д.В. «Моделирование эвтектических характеристик трехкомпонентной системы карбамид - нитрат натрия - вода, как составляющей альтернативных топлив» // Актуальные проблемы современной науки: Тр. 6-й Междунар. конф. молодых ученых. - Ч.19. Альтернативные энергоносители на возобновляемых ресурсах. Самара, 2005. - С. 80 - 84
- Трунин А.С., Юлина И.В., Моргунова О.Е., Зипаев Д.В. «Компьютерное моделирование состава и температуры эвтектики системы нитрат карбамида - ацетамид – вода». // Актуальные проблемы современной науки: Тр. 6-й Междунар. конф. молодых ученых. - Ч.19. Альтернативные энергоносители на возобновляемых ресурсах. Самара, 2005. - С.84-87.
- Трунин А.С., Юлина И.В., Макаров А.Ф., Зипаев Д.В., Кастерина Т.В. «Исследование физико-химических систем с ингредиентами альтернативных энергоносителей». // Аспирантский вестник Поволжья. Самара, 2006 № 1(11). – С 66-70.
- Трунин А.С., Юлина И.В., Макаров А.Ф., Зипаев Д.В. «Физико-химическое исследование водных систем на основе перхлоратов». // Известия Томского политехнического университета. Томск, 2007 № 1(310). - С.115-118.
- Трунин А.С., Юлина И.В. «Исследование системы уротропин-вода». // Известия ВУЗов. Иваново: 2007, т.50. вып.2. - С.105-106.
- Трунин А.С., Кастерина Т.В., Юлина И.В. Исследование водонитратных систем как компонентов альтернативных энергоносителей // Вестник АГТУ. 2006. № 6. Астрахань. С. 143-149.
- Трунин А.С., Юлина И.В., Моргунова О.Е., Макаров А.Ф. Политерма кристаллизации системы CO(NH2)2 - NH4NO3 – H2O. // Актуальные проблемы современной науки: Тр. 6-й Междунар. конф. молодых ученых. - Ч.44. Физико-химический анализ. 110 - летие со дня рождения проф. А.Г. Бергмана. Самара, 2005. - С. 28 - 31.
- Трунин А.С., Юлина И.В., Моргунова О.Е. Политерма кристаллизации системы CO(NH2)2 - NaNO3 – H2O. // Актуальные проблемы современной науки: Тр. 6-й Междунар. конф. молодых ученых. - Ч.44. Физико-химический анализ. 110 - летие со дня рождения проф. А.Г. Бергмана. Самара, 2007. - С. 31 - 35.
- Трунин А.С., Юлина И.В., Моргунова О.Е. Политерма кристаллизации системы CO(NH2)2 - NaNO3 – H2O. // Актуальные проблемы современной науки: Тр. 6-й Междунар. конф. молодых ученых. - Ч.44. Физико-химический анализ. 110 - летие со дня рождения проф. А.Г. Бергмана. Самара, 2007. - С. 36 - 41.
- Трунин А.С., Юлина И.В., Моргунова О.Е. Политерма кристаллизации системы KNO3 – NH4NO3 – H2O. // Актуальные проблемы современной науки: Тр. 6-й Междунар. конф. молодых ученых. - Ч.44. Физико-химический анализ. 110 - летие со дня рождения проф. А.Г. Бергмана. Самара, 2007. - С. 41 - 46.
- Трунин А.С., Юлина И.В., Моргунова О.Е. Политерма кристаллизации системы NaNO3 – NH4NO3 – H2O. // Актуальные проблемы современной науки: Тр. 6-й Междунар. конф. молодых ученых. - Ч.44. Физико-химический анализ. 110 - летие со дня рождения проф. А.Г. Бергмана. Самара, 2007. - С. 46 - 51.
- Трунин А.С., Юлина И.В., Моргунова О.Е. Политерма кристаллизации системы KNO3 – NaNO3 – H2O. // Актуальные проблемы современной науки: Тр. 6-й Междунар. конф. молодых ученых. - Ч.44. Физико-химический анализ. 110 - летие со дня рождения проф. А.Г. Бергмана. Самара, 2007. - С. 51 - 56.
- Юлина И.В., Трунин А.С., Макаров А.Ф.. Физико-химический подход к проблеме альтернативных экологически чистых топлив. // Вестник КазНУ. Серия химическая. 2007. - №2(46). – С. 102-111.
Подписано в печать
Формат 60x84 1/16. Объем 1,25 п.л. Тираж 100 экз. Заказ №
Отпечатано в типографии
