Экспериментальная лаборатория 113 ПГНИУ

Одним из перспективных путей интенсификации притока и повышения продуктивности скважин нефтяных месторождений с трудноизвлекаемыми запасами является термогазохимическое воздействие (ТГХВ) на призабойную зону пласта. Это достигается за счет сжигания в интервале перфорации скважины заряда газогенератора на основе смесевого твердого топлива. Ключевыми параметрами, оказывающими непосредственное влияние на процесс термогазохимического воздействия, являются скорость и стабильность горения твердотопливного заряда газогенератора, в значительной степени определяющие интенсивность и характер прироста избыточного давления газообразных продуктов реакции в стволе скважины. В настоящее время наибольшее распространение получили твердотопливные газогенерирующие составы на основе перхлората аммония (ПХА). Скорость горения и, как следствие, интенсивность газо- и энерговыделения твердотопливного газогенерирующего заряда, напрямую зависят от процесса термолиза ПХА. Изменяя кинетику термолиза ПХА в сторону понижения температуры начала интенсивного разложения становится возможным не только регулирование скорости горения и, как следствие, газодинамических характеристик, но и повышение стабильности процесса горения твердотопливного заряда в широком диапазоне давлений. Перспективным способом регулирования параметров термолиза ПХА является создание каталитической системы на основе двух оксидов переходных металлов, высаженных в виде наноразмерного оксидного слоя на поверхность углеродного носителя. Это позволит равномерно распределить катализатор в объеме полимерной матрицы, а также уменьшить массовую долю оксидов металлов, увеличивая при этом их удельную поверхность. Варьирование вида и соотношения оксидов металлов позволит направленно регулировать параметры процесса разложения окислителя, тем самым создавая более эффективную и универсальную каталитическую систему для твердотопливных газогенерирующих составов. Научная новизна проекта заключается в разработке подхода к решению проблемы расширения пределов регулирования характеристик горения твердотопливных газогенерирующий составов, основанного на применении комбинированных металлооксидных катализаторов на основе двух оксидов переходных металлов в форме наноразмерных частиц, нанесенных на поверхность мезопористого носителя. Формирование заданного состава активной фазы путем варьирования вида и соотношения оксидных компонентов позволит направленно регулировать каталитическую активность комбинированных металлооксидных катализаторов горения газогенерирующих составов термогазохимического воздействия и достигать требуемые параметры. Результатом реализации проекта будет установление закономерностей формирования физико-химических свойств комбинированных металлооксидных катализаторов горения газогенерирующих составов термогазохимического воздействия и установление корреляции этих свойств с параметрами термолиза перхлората аммония.

Проект направлен на комплексное исследование ювелирных изделий, изготовленных на территории Пермского Предуралья в эпоху средневековья. Эти изделия являются не только частью средневекового историко-культурного наследия Пермского края, но и достаточно информативным историческим источником. Работа над реализацией проекта позволит окончательно и конкретно выделить основные особенности (стилистические, химико-технологические) прикамских ювелирных изделий, определить уровень мастерства их изготовления. Комплексное исследование будет основано на широком спектре методов гуманитарного познания, археологии и естественнонаучных методов. Впервые химико-технологическое исследование изделий будет основываться на применении широкого спектра естественно-научных методов (рентгенофлуоресцентного анализа, метод сканирующей электронной микроскопии (СЭМ) с микрорентгеноспектральным анализом (РФлА); геммологических определений, метода инфракрасной спектроскопии и т.д.). В результате будет получена информация не только о развитии ювелирного ремесла на территории Пермского Предуралья в эпоху средневековья, но и информация, которую возможно использовать и для реконструкции более масштабных исторических явлений и процессов (при исследованиях направленных на определение историко-генетических корней формирования этнокультурной среды региона, особенностей развития населения, миграционных и интеграционных процессах, экономического и социального уровня развития общества, хронологии древностей и т.д.). Для региона такое исследование позволит выявить традиции, свойственные развитию прикладного искусства, что может благотворно отразиться на развитии его культуры, искусства, туризма и народных промыслов. Представление результатов реализации проекта в отдельном издании, рассчитанном на широкий круг читателей будет способствовать популяризации историко-культурного наследия не только у населения Пермского края, но и за его пределами.

Ионные соединения с перфторалкилфторфосфатными анионами – перспективные материалы. Количество научных работ, посвященных им, растет в геометрической прогрессии, находится все больше и больше вариантов их применения, а главное, можно создавать ионные жидкости с заранее заданными свойствами. В настоящее время большой интерес представляет класс соединений, состоящих только из ионов с температурой плавления ниже 100°С – room temperature ionic liquids – ионные жидкости. Благодаря строению они являются, как правило, высокополярными, нелетучими, негорючими, электро- и теплопроводящими и малотоксичными веществами с высокой теплоёмкостью, термической и химической стабильностью, устойчивостью к гидролизу, обладают способностью к комплексообразованию и межмолекулярному взаимодействию. Все это позволяет рассматривать ИЖ как перспективную альтернативу традиционным органическим растворителям, средам-электролитам, фазам для взаимодействий, катализаторам. Кроме того, путем соответствующего выбора катиона и/или аниона можно получать соединения с характеристиками, необходимыми для конкретных практических приложений. Так, на основе исследуемых перфторэтилфторфосфатов возможно получение как апротонных ионных соединений, потенциально применимых в литиевых батареях и суперконденсаторах, так и протолитов – для испытаний в топливных элементах. Проект направлен на изучение способов синтеза исходных кислот и солей - перфторэтилфторфосфатов металлов и различных ониевых катионов - с применением реакций комплексообразования и обмена, протекающих в водных и смешанных растворах, а также на изучение свойств синтезированных соединений с использованием физико-химического (электропроводность, её энергия активации), спектроскопического (чистота, структура, ионная ассоциация и стекинг, подвижность ионов, растворяющая способность), термического (термостабильность, энергия активации разложения, температура замерзания, теплоёмкость, изменение плотности) методов анализа. За рамками исследования на планируемом этапе останутся многие другие свойства ионных жидкостей, такие как коррозионная активность и способы построения каталитических систем, иммобилизации изучаемых соединений на различных носителях. Объекты настоящего исследования – трисфтор-три(пентафторэтил)-, тетракисфтор-ди(пентафторэтил)-, пентакисфтор-пентафторэтилфосфаты – относятся к группе производных гексафторфосфатов, уже зарекомендовавших себя в качестве важнейших анионов в дизайне ионных жидкостей. Первые результаты, наработанные нашим коллективом, подтверждают возможность получения спектрально чистых ионных соединений, в том числе находящихся в жидком состоянии при комнатной температуре, обладающих высокой термической стабильностью. При этом на термограммах некоторых из этих соединений фиксируются фазовые переходы, характерные для жидких кристаллов, а бипирамидальные восьмигранные структуры солей с металлами первой группы подтверждены методом рентгеноструктурного анализа. Кроме того, необходимо отметить, что ряд солей на базе тетраалкиламмония обладают подтвержденной биологической активностью. Ключевой особенностью выбранных объектов нового исследования является уникальная комбинация свойств перфторированных элементоорганических соединений, открывающих доступ к широкому спектру инновационных промышленных применений продуктов и композиций на их основе. Результатом исследования будут разработка методов синтеза соединений, содержащих фторированный элементоорганический анион общей формулы [PF(6-n)C2F5(n)]- (n=1-3), установление закономерностей взаимодействия соответствующих кислот с карбонатами и гидрокарбонатами металлов, галогенидами и солями ониевых оснований, создание библиотек новых ионных соединений и описание их физико-химических свойств и строения.

Проект направлен на изучение термического поведения веществ и композиционных материалов

Проект направлен на изучение ресурсного потенциала из различных отходов, в том числе из отходов растительного и животного происхождения с целью получения и облагораживания бионефти.