Том 8, № 3 (2025)

в условиях глобального экологического кризиса, вызванного стремительным ростом объёмов промышленных и бытовых отходов, поиск эффективных методов их переработки становится ключевой задачей устойчивого развития. Традиционные способы утилизации, такие как захоронение или сжигание, не только требуют значительных ресурсов, но и приводят к загрязнению атмосферы отрицательно биологически активными газами. В этом контексте пиролиз углеродсодержащих отходов представляет собой перспективную альтернативу, сочетающую экологическую безопасность и экономическую целесообразность. В отличие от сжигания, пиролиз протекает в среде с ограниченным содержанием кислорода, что минимизирует выбросы CO и CO2, а также позволяет получать ценные вторичные продукты – пиролизные газы, жидкие и твёрдые углеродные материалы. Последние пригодны для использования в качестве адсорбентов. Для увеличения адсорбционной способности используют активацию продуктов пиролиза химическими реагентами (щелочами, кислотами или водяным паром), что значительно повышает их пористость и адсорбционную ёмкость. В данной работе определены адсорбционные свойства активированных водным 2М раствором гидроксидом калия продуктов пиролиза лузги подсолнечника (КЛ-21(А)), продуктов пиролиза лузги подсолнечника совмещённых с бентонитовой глиной (КЛГ-21(А)) и продуктов пиролиза измельчённых изношенных автомобильных покрышек (КР-21(А)). Спектрофотометрическим методом изучена их эффективность в отношении адсорбции метиленового голубого (МГ) – модельного катионного красителя, широко применяемого в оценке поглотительной способности адсорбентов. Установлены кинетические зависимости адсорбции, определены предельные адсорбционные способности характеристики экспериментальных материалов в зависимости от концентрации МГ. Результаты экспериментальных исследований позволяют заключить, что активация продуктов пиролиза растениеводческих и коммунтальных отходов гидроксидом калия улучшает адсорбционные характеристики разработанного материала. Цели:выявить адсорбционные свойства активированных водным 2М раствором гидроксида калия продуктов пиролиза лузги семян подсолнечника КЛ-21(А), продуктов пиролиза лузги семян подсолнечника совмещённых с бентонитовой глиной КЛГ-21(А) и продуктов пиролиза изношённых автомобильных покрышек КР-21(А). Методы.Для исследования адсорбционных свойств спектрофотометрическим методом использовался спектрофотометр Nabi MicroDigital (Южная Корея), приборы и реактивы лабораторного назначения. Результаты.Выявлены графические зависимости величины поглощающей способности от продолжительности и скорости адсорбции, построены, и проанализированы изотермы адсорбции. Выводы. Получен адсорбционно-активный материал на основе продуктов пиролиза лузги семян подсолнечника и продуктов пиролиза изношенных автомобильных покрышек. Выявлена адсорбционная ёмкость образцов КЛ-21(А) – 474 мг/г, КЛГ-21(А) – 131 мг/г, КР-21(А) – 351 мг/г. Полученные изотермы детерминируются моделью Ленгмюра. Установлено, что адсорбционное равновесие наступает через 6 часов у КЛ-21(А) и через сутки у КЛГ-21(А) и КР-21(А). Выявлено, что наибольшая скорость адсорбции характерна для образца КЛ-21(А) и составила 0,00094 ммоль/мин или 0,300 мг/мин в первые 15 минут экспозиции.

целью проведенного исследования является определение комплекса возможных аппроксимативных методов эффективного многократного пересчета вклада кулоновских интегралов в элементы одноэлетронного гамильтониана на итерациях ССП для кардинального ускорения крайне ресурсоемких расчетов DFT гигантских биомолекул. В процесс проведенного исследования решались следующие задачи: а) оценить возможность применения полуэмпирических методологий громадных молекул для квантовохимического анализа; б) обосновать перспективность многочисленных удаленных фрагментов гигантских молекул для ускорения вычисления вклада кулоновских взаимодействий; в) проанализировать имеющиеся подходы к одноточечным расчетам молекул с фиксированной геометрией; г) предложить комплекс методов ускоренного вычисления вклада кулоновских интегралов для DFT-расчетов актуальных гигантских биомолекул. Для существенного ускорения вычисления вклада кулоновских интегралов в элементы одноэлектронного гамильтониана в рамках теории функционала плотности (DFT) применяется комплексный подход к аппроксимативным вычислениям. Данная методология направлена на преодоление ключевого узкого места – лимитирующей стадии итерационного процесса самосогласованного поля (ССП) при анализе крупномасштабных биологических структур, включая тысячи докинг-комплексов, состоящих из тысяч атомов. Инновационный подход включает эффективную и точную аппроксимацию изменений вклада колоссального количества 4-центровых кулоновских интегралов при переходе между итерациями ССП. Это достигается путем трансформации задачи в линейную комбинацию 3-центровых интегралов с использованием вспомогательных функций плотности, а затем – в комбинацию 2-центровых интегралов. Изменения вклада немультипольных короткодействующих составляющих этих 2-центровых интегралов эффективно вычисляются через модификацию предварительно сформированных сплайнов от межцентровых расстояний. Изменения остаточных дальнодействующих мультипольных вкладов рассчитываются для гигантских молекулярных структур по методологии быстрого мультипольного метода (FMM), предусматривающего сегментацию обширного пространства на области и подобласти – подход, изначально разработанный для моделирования галактической динамики. На каждой итерации ССП происходит максимальная оптимизация вычислений благодаря предварительному отбору значимых (существенно ненулевых) комбинаций интегралов, особенно с учетом прогрессивного уменьшения приращения матрицы плотности при приближении к каждой последующей итерации сходящегося процесса ССП. Учитываются специфические особенности конкретной макромолекулы или их обширного множества, например, тысяч докинг-комплексов одного крупного белка с тысячами различных малых органических молекул-лигандов. Расчёт всех бицентрических элементов (в том числе аппроксимация перекрытий двухцентровых произведений базисных функций через совокупность одноцентровых вспомогательных функций плотности) осуществляется динамически с применением специфической базы данных, содержащей сплайновые интерполяции межатомных дистанций. При возникновении потребности во внедрении новых базисных наборов происходит мгновенное расширение информационного хранилища путём декомпозиции вводимого базиса на универсальные экспоненциальные составляющие и соответствующую референсную структуру.