Тематика

Общая, неравновесная и химическая термодинамика. Экспериментальные исследования фазовых переходов, трансмембранного переноса, сорбции, тепловых эффектов процессов. Экспериментальные исследования критических явлений в многокомпонентных системах с химических взаимодействием веществ. Термодинамические и структурные особенности многокомпонентных критических фаз при протекании равновесной и неравновесной химической реакции (критические поверхности и гиперповерхности). Кинетика химических реакций в околокритической области жидкофазных систем. Совмещенные реакционно-массообменные процессы, кинетика химических процессов в гетерогенных средах. Эволюция термодинамических свойств в ходе совмещенных процессов. Глубокие эвтектические растворители и процессы с их участием. Термодинамические свойства природного газа и газовых смесей, в том числе, для применения в промышленных целях. Разработка новых перспективных мембранных полимерных и композитных материалов (внедрение модификаторов в полимерную матрицу), их структурные (СЭМ, АСМ, X-Ray) и термохимические исследования, термодинамические свойства.

Теория термодинамической устойчивости, ее развитие и применение для анализа и моделирования химических и фазовых процессов в равновесных и неравновесных системах. Применение методов неравновесной термодинамики для решения теоретических проблем и задач химической технологии: устойчивость многокомпонентных систем, фазовое и мембранное разделение, реакционно-массообменные процессы. Анализ термодинамической устойчивости многокомпонентных систем (спинодальные кривые, поверхности и гиперповерхности) и особенностей критических состояний с применением методов неравновесной термодинамики, квантовой химии, классической и неэмпирической молекулярной динамики. Применение метода искусственных нейронных сетей к задачам термодинамического анализа многокомпонентных систем. Моделирование трансмембранного переноса на основе аппарата неравновесной термодинамики.

Дополнительный (прикладной) профиль деятельности: организация процессов фазового и мембранного разделения, включая совмещенные процессы (реакционная дистилляция и экстракция, синтез в мембранном реакторе, поведение смесей в околокритической области). Новые практически важные и перспективные мембранные материалы (для первапорации, газоразделения, ультрафильтрации). Исследование процессов, связанных с получением биотоплива.

Журналы, в которых опубликованы результаты научной группы

Результаты

Основные результаты научной группы «Термодинамические и кинетические исследования фазовых, мембранных, реакционно-массообменных неравновесных процессов и критических состояний»

Руководитель — д.х.н., профессор А.М. Тойкка

Основные результаты научной группы «Термодинамические и кинетические исследования фазовых, мембранных, реакционно-массообменных неравновесных процессов и критических состояний»,2023-2024 г. г.

Большая часть результатов 2023-2024 г.г.связана с экспериментальными и теоретическими исследованиями критических и околокритических состояний в многокомпонентных гетерогенных системах c химическим взаимодействием, химических реакций и процессов в окрестности критических состояний. Исследовались закономерности топологии диаграмм подобных сложных систем, в том числе, в свете проблем теории совмещенных реакционно-массообменных процессов. Научная значимость определяется направленностью на развитие термодинамической теории критических явлений в химически реагирующих средах и практической актуальностью в отношении организации технологических процессов химического синтеза. Наряду с классическим термодинамическим подходом к анализу критических фаз, решались задачи расширения применения и практической адаптации новых методов, базирующихся на элементах теории управления, кибернетической физики, молекулярной динамики, искусственных нейронных сетей. Разработаны альтернативные методы анализа устойчивости критических и околокритических фаз, эволюции термодинамической системы при изменении внешних параметров и протекании химических процессов. Предложены новые варианты термодинамических уравнений для многомерных критических многообразий, методы анализа критических фаз с учетом топологии критических многообразий. Экспериментальные результаты включали данные о составах, отвечающих критическим состояниям, термодинамические характеристики критических областей, параметры равновесий флюидных фаз, данные об изменении химического сродства в околокритической области. Особое внимание уделено топологическим особенностям критических многообразий: кривых, поверхностей, гиперповерхностей в многомерном термодинамическом пространстве. Экспериментальная информация о критических поверхностях в многокомпонентных системах с химическими реакциями в мировой литературе практически отсутствует, и результаты группы, как текущего года, так и более ранние, вносят основной вклад в развитие этого направления. В практическом отношении результаты важны для организации технологических процессов синтеза и разделения, совмещенных реакционно-массообменных процессов и других задач, важных для развития фундаментальных основ химической технологии.

Продолжена работа по разработке новых мембранных материалов на основе полимеров и композитов для разделения жидких и газовых смесей. Объектами разделения являлись как модельные, так и промышленно-значимые смеси. Продолжены работы в области развития методов неравновесной термодинамики, в том числе, для описания и моделирования трансмембранного переноса. Особое внимание уделяется исследованию механизмов трансмембранного переноса с применением методов молекулярной динамики и квантовой химии. Практические результаты представлены в статьях в рейтинговых международных журналах (см. раздел «Основные публикации).

Особая часть работ была посвящена анализу возможностей применения нового поколения веществ – глубоких эвтектических растворителей (DES) – в процессах синтеза и очистки биодизельного топлива. Проведенная оценка эффективности различных DES показал необходимость развития экспериментальной базы данных о физико-химических свойствах систем, включающих компоненты биодизельного топлива. Анализ полученных экспериментальных данных, в частности, показал, что DES «холин хлорид – глицерин»обладает достаточной экстрагирующей способностью для топливных систем. Получены  новые экспериментальные данные о равновесии жидкость-жидкость для десяти многокомпонентных экстракционных систем, включающих DES. Проведенный анализ результатовпозволил установить такие закономерности, как влияние длины алкильной и ацильной цепи эфира на селективность разделения, влияние концентрации спирта на снижение селективности. Проведён анализ новых возможностей оценки смещения химического равновесия на основе термодинамических соотношений. Исследованы варианты учёта температурного смещения равновесия на основе уравнений Гиббса-Гельмгольца, включая возможные схемы расчета. В частности, проанализированы значения энтальпийных и энтропийных вкладов в величину температурного смещения химического равновесия. Результатынеобходимы для развития экспериментальной базы данных о физико-химических свойствах систем, включающих компоненты биодизельного топлива, а также для анализа возможности применения глубоких эвтектических растворителей (DES) в процессах синтеза и очистки биодизельного топлива, для формирования научных и технологических заделов для создания новых и усовершенствование применяемых технологий производства биодизельного топлива. Результаты работ с DES получили освещение в прессе, в том числе, на федеральном уровне: сообщение ТАСС от 29 апреля 2024 года «В России исследовали взаимодействие спиртов с маслом для улучшения биодизельного топлива».

Основное внимание в работах 2021 года уделялось экспериментальному и теоретическому исследованию критических и околокритических состояний в многокомпонентных гетерогенных системах c химическим взаимодействием, химических реакций и процессов в окрестности критических состояний. Исследовались закономерности топологии диаграмм подобных сложных систем, в том числе, в свете проблем теории совмещенных реакционно-массообменных процессов. Научная значимость определяется направленностью на развитие термодинамической теории критических явлений в химически реагирующих средах и практической актуальностью в отношении организации технологических процессов химического синтеза. Наряду с классическим термодинамическим подходом к анализу критических фаз, решались задачи расширения применения и практической адаптации новых методов, базирующихся на элементах теории управления, кибернетической физики, молекулярной динамики, искусственных нейронных сетей. Разработаны альтернативные методы анализа устойчивости критических и околокритических фаз, эволюции термодинамической системы при изменении внешних параметров и протекании химических процессов. Предложены новые варианты термодинамических уравнений для многомерных критических многообразий, методы анализа критических фаз с учетом топологии критических многообразий. Экспериментальные результаты включали данные о составах, отвечающих критическим состояниям, термодинамические характеристики критических областей, параметры равновесий флюидных фаз, данные об изменении химического сродства в околокритической области. Особое внимание уделено топологическим особенностям критических многообразий: кривых, поверхностей, гиперповерхностей в многомерном термодинамическом пространстве. Экспериментальная информация о критических поверхностях в многокомпонентных системах с химическими реакциями в мировой литературе практически отсутствует, и результаты группы, как текущего года, так и более ранние, вносят основной вклад в развитие этого направления. В практическом отношении результаты важны для организации технологических процессов синтеза и разделения, совмещенных реакционно-массообменных процессов и других задач, важных для развития фундаментальных основ химической технологии.

Продолжена работа по разработке новых мембранных материалов на основе полимеров и композитов для разделения жидких и газовых смесей. Объектами разделения являлись как модельные, так и промышленно-значимые смеси. Продолжены работы в области развития методов неравновесной термодинамики, в том числе, для описания и моделирования трансмембранного переноса. Особое внимание уделяется исследованию механизмов трансмембранного переноса с применением методов молекулярной динамики и квантовой химии. Работы в области термодинамики реакционно-массообменных и природных систем включали также комплекс термохимических исследований многокомпонентных систем с химическими реакциями, исследования термодинамических свойств природного газа, для in situ определения основных характеристик, в первую очередь, в газопроводах.

Поверхность химического равновесия и критические точки в системе уксусная кислота - n–амиловый спирт - n–амилацетат - вода при 318,15 К и 101,3 кПа, вид с двух разных углов: составы гомогенных растворов (●) и «реакционные ноды» жидкость-жидкость (●─●), в мольных долях. ●─● — критические точки.

В 2018 году была продолжена работа по разработке новых мембранных материалов на основе полимеров и композитов для разделения жидких и газовых смесей, включая гибридные/совмещенные процессы (реакционно-массообменный процесс «реакция + разделение»). При получении мембран применялись новые модификаторы, такие как наноалмазы (см. приведенный рисунок) и эндометаллофуллерены. Объектами разделения являлись как модельные, так и промышленно-значимые смеси. В частности, на информационно-сервисном портале «Индикатор» опубликовано сообщение об одном из таких результатов: «Создана новая гибридная мембрана для водородного топлива». Работы в области термодинамики реакционно-массообменных и природных систем включали комплекс термохимических исследований многокомпонентных систем с химическими реакциями, а также исследования термодинамических свойств природного газа, для in situ определения основных характеристик, в первую очередь, в газопроводах. Продолжены работы в области развития методов неравновесной термодинамики, в том числе, для описания и моделирования трансмембранного переноса.

1. A. Toikka, On non-equilibrium thermodynamics approach for the analysis of membrane processes: a case study of pervaporation, Monatshefte fur Chemie, 149 (2018) 467-473; DOI: 10.1007/s00706-017-2104-8
2. G. Polotskaya, A. Pulyalina, M. Goikhman, I. Podeshvo, V. Rostovtseva, S. Shugurov, I. Gofman, N. Saprykina, N. Gulii, N. Loretsyan, A. Toikka, Novel Polyheteroarylene Membranes for Separation of Methanol‒Hexane Mixture by Pervaporation, Scientific Reports, (2018); DOI: 10.1038/s41598-018-36118-4
3. G. Polotskaya, M. Putintseva, A. Pulyalina, I. Gofman, A. Toikka, Impact of Endometallofullerene on P84 Copolyimide Transport and Thermomechanical Properties, Polymers, 10 (2018) Article 1108. DOI:10.3390/polym10101108

Гранты

Основные проекты/гранты группы в 2023-2024 г.г.

• «Глубокие эвтектические растворители в процессах производства и очистки биодизельного топлива», продление, Российский научный фонд, 20-73-10007. Руководитель — М.А. Тойкка. 2023–2025.
• «Разработка фундаментальных аспектов энергоэффективной технологии синтеза этилацетата», Российский научный фонд, 23-23-00227. Руководитель — М.А. Трофимова. 2023–2024.
• «Тепловые эффекты фазовых и химических процессов в многокомпонентных системах с химическим взаимодействием», Российский научный фонд, 22-73-00159. Руководитель — А.Д. Голикова. 2022–2023.
• «Новые мембранные материалы для концентрирования биоспиртов, а также очистки и регенерации промышленно значимых растворителей (продление)», Российский научный фонд, 18-79-10116. Руководитель — А.Ю. Пулялина. 2021-2023.
• «Критические состояния в многокомпонентных флюидных системах с химическим взаимодействием компонентов», Российский научный фонд, 21-13-00038. Руководитель — А.М. Тойкка. 2021–2023.
• «Глубокие эвтектические растворители в процессах экстракции: экспериментальное исследование и термодинамическое моделирование», Российский научный фонд, 24-23-00054. Руководитель — А.А. Самаров. 2024–2025.
• «Глубокие эвтектические растворители. Новый подход разделения и очистки веществ для внедрения в технологические схемы пищевой и косметической промышленности РФ», Гранты Президента РФ для государственной поддержки молодых российских ученых (кандидатов наук). Руководитель — А.Д. Голикова. 2022-2023.
• Гранты/субсидии Комитета по науке и высшей школе правительства Санкт-Петербурга для молодых ученых, молодых кандидатов наук и гранты в сфере научной и научно-технической деятельности.

Основные проекты 2020 года

• «Применение методов неравновесной термодинамики для решения теоретических задач химической технологии: устойчивость многокомпонентных систем, фазовое и мембранное разделение, реакционно-массообменные процессы», Российский фонд фундаментальных исследований, 19-03-00375. Руководитель — А.М.Тойкка. 2019–2021.
• «Полимерные мембраны на основе полигетероариленов для разделения жидких и газовых смесей», Российский научный фонд (продление грана 2016 г.), 16-13-10164-П. Руководитель — А.М.Тойкка. 2016–2020).
• «Определение термодинамических свойств природного газа на основе трех легко измеряемых величин», Российский фонд фундаментальных исследований — Национальный научный фонд Ирана, 17-58-560018. Руководитель — А.М.Тойкка. 2017–2020).
• «Новые мембранные материалы для концентрирования биоспиртов, а также очистки и регенерации промышленно значимых растворителей», Российский научный фонд, 18-79-10116. Руководитель — А.Ю.Пулялина. 2018–2020.

В научной группе в 2020 году выполнялись 2 гранта РНФ (из них один — для групп молодых ученых), 2 гранта РФФИ (один — инициативный международный РФФИ-Иран, один — инициативный).

Продолжается научное сотрудничество с Институтом высокомолекулярных соединений РАН, Университетом Фердоуси (Машхад, Иран), а также с факультетами СПбГУ (математико-механический и ПМПУ).

Избранные основные публикации

2024 год (начало)

1. Toikka A.M., Petrov A.V.Alternativeness of ester synthesis reaction mechanism: a case study of propyl acetate. // Mendeleev Commun. 2024. 34(1). P. 134–136. DOI: 10.1016/j.mencom.2024.01.041.
2. Misikov G., Zolotovsky, K., Samarov, A., Prikhodko I., Toikka, M., Toikka, A.Chemical Equilibrium in the System Acetic acid-n-Amyl Alcohol-n-Amyl Acetate-Water at 323.15 K and Atmospheric Pressure: Experimental Data and Equilibrium Constant Estimation. // Journal of Chemical and Engineering Data. 2024. 69(3). P. 1169–1177. DOI: 10.1021/acs.jced.3c00744.
3. 3.   Golikova A., Shasherina A., Anufrikov Y., Misikov G., Kuzmenko P., Smirnov A., Toikka M., Toikka A. // Excess Enthalpies Analysis of Biofuel Components: Sunflower Oil–Alcohols. // Int. J. Mol. Sci.2024, 25(6), 3244; DOI: 10.3390/ijms25063244.
4. Golikova A.D., Anufrikov Y.A., Shasherina A.Y., Misikov G.H., Toikka M.A., Samarov A.A., Toikka A.M.Excess Enthalpies and Heat of Esterification Reaction in Acetic Acid–n-Butanol–n-Butyl Acetate–Water System at 313.15 K. // Russian Journal of General Chemistry, 2024, 94(Suppl 1), P. S177–S183. DOI: 10.1134/S1070363224140184.
5. Golikova A., Smirnov A., Toikka A., Samarov A., Toikka M. New Experimental Results and Comparative Analysis of the Efficiency of Separation of Propyl Propionate and Propyl Formate from Propanol Using Deep Eutectic Solvents Based on Choline Chloride. // Journal of Chemical & Engineering Data. 2024 (ASAP).  DOI: 10.1021/acs.jced.3c00782.
6. Smirnov, A., Toikka, M. Effect of Deep Eutectic Solvents Based on Choline Chloride as Extractants on the Separation of the 1-Butanol-1-Butyl Formate System: Experimental Study and Comparative Analysis. // Journal of Chemical and Engineering Data, 2024, 69(5), P. 1917–1927; DOI: 10.1021/acs.jced.4c00058.
7. Samarov A., Volodina N., Prikhodko I., Toikka A. Liquid-Liquid Equilibrium in Systems with Transesterification of Alcohol (n-Propanol Or n-Butanol)-Ethyl Formate with Deep Eutectic Solvent Based on Choline Chloride at 293.15 and 313.15 K // Journal of Chemical and Engineering Data, 2024, 69(9), P. 3103–3110; DOI: 10.1021/acs.jced.4c00281.
8. Misikov G.K., Toikka M.A., Toikka A.M. On Assessment of the Temperature Shift of the Chemical Equilibrium // Russian Journal of Physical Chemistry A, 2024, 98(9), P. 1981–1990; DOI: 10.1134/S0036024424701115.
9. Toikka A.M., Misikov G.K., Volodina N.Y., Samarov A.A. On Changes in the Chemical Affinity during the Reaction // Russian Journal of Physical Chemistry A, 2024, 98(7), P. 1478–1487; DOI:10.1134/S003602442470047X.
10. Faykov I.I., Tian N.S., Pulyalina A.Y. Polymeric membranes for natural gas dehydration // Advances in Natural Gas: Formation, Processing, and Applications. Volume 4: Natural Gas Dehydration, 2024, P. 269–290; DOI: 10.1016/B978-0-443-19221-0.00001-6.

2023 год

1. A. Smirnov, A. Golikova, A. Toikka, A. Samarov, M. Toikka. Study of the Liquid-Liquid Equilibrium and Extraction Properties of Deep Eutectic Solvents Based on Choline Chloride for the Separation of the Ethanol-Ethyl Formate System for Potential Use in Biofuel Production // Industrial and Engineering Chemistry Research. 2023. V. 62(1). P. 586–597. DOI: 10.1021/acs.iecr.2c02911.
2. A. Golikova, A. Shasherina, Y. Anufrikov, G. Misikov, M. Toikka, I. Zvereva, A. Toikka. Excess Enthalpies for Binary Mixtures of the Reactive System Acetic Acid + n-Butanol + n-Butyl Acetate + Water: Brief Data Review and Results at 313.15 K and Atmospheric Pressure // International Journal of Molecular Sciences. 2023. V. 24(6). Article 5137. DOI: 10.3390/ijms24065137.
3. M. Toikka, A. Smirnov, M. Trofimova, A. Golikova, I. Prikhodko, A. Samarov, A. Toikka. Peculiarities of Chemical Equilibria in Acetic Acid−n‑Butyl Alcohol−n‑Butyl Acetate−Water System at 318.15 K and 101.3 kPa // J. Chem. Eng. Data. 2023. V. 68(5). P. 1145–1153. DOI: 10.1021/acs.jced.3c00009.
4. A.M. Toikka, G.Kh. Misikov, M.A. Toikka. On the Thermodynamic Stability of Multicomponent Reactive Systems // Russian Journal of Physical Chemistry A. 2023. V. 97 (6). P. 1098–1101. DOI: 10.1134/S0036024423060262.
5. A. Toikka, G. Misikov, M. Toikka. Some Remarks on the Boundary of Thermodynamic Stability // Entropy. 2023. 7. Article 969. DOI: 10.3390/e25070969.
6. A.M. Toikka, A.V. Petrov. Comparative analysis of molecular interactions in quaternary fluid system performed by classical and ab initio molecular dynamics // Mendeleev Commun. 2023. V. 33(3). P. 413-415. DOI: 10.1016/j.mencom.2023.04.036.
7. G. Polotskaya, N. Tian, I. Faykov, M. Goikhman, I. Podeshvo, N. Loretsyan, I. Gofman, K. Zolotovsky, A. Pulyalina, Novel Design of Co-Poly(Hydrazide Imide) and Its Complex with Cu(I) for Membrane Separation of Methanol/Dimethyl Carbonate Mixture. // Membranes. 2023. V. 13(2), 160. DOI: 10.3390/membranes13020160.
8. A. Pulyalina, V. Rostovtseva, I. Faykov, N. Saprykina, A. Golikova, A. Fedorova, G. Polotskaya, A. Novikov. Impact of Layered Perovskite Oxide La0.85Yb0.15AlO3 on Structure and Transport Properties of Polyetherimide. // Int. J. Mol. Sci. 2023. V. 24(1), 715. DOI:10.3390/ijms24010715.

2022 год

1. G. Misikov, M. Toikka, A. Samarov, A. Toikka. Phase equilibria liquid-liquid for ternary systems n-amyl alcohol – water – (acetic acid, n-amyl acetate), n-amyl acetate – water – acetic acid at 293.15 K, 303.15 K, 313.15 K and 323.15 K. // Fluid Phase Equilibria, 2022, V. 552, Article 113265. DOI: https://doi.org/10.1016/j.fluid.2021.113265.
2. A. Senina, A. Samarov, M. Toikka, A. Toikka. Chemical equilibria in the quaternary reactive mixtures and liquid phase splitting: a system with n-amyl acetate synthesis reactions at 318.15 K and 101.3 kPa // J. Molecular Liquids, 2022. V. 345. Article 118246. DOI: 10.1016/j.molliq.2021.118246.
3. G.K. Misikov, A.V. Petrov, A.M. Toikka. Application of Artificial Neural Networks for the Analysis of Data on Liquid–Liquid Equilibrium in Three-Component Systems // Theoretical Foundations of Chemical Engineering. 2022. 56(2). P. 200–207. DOI: 10.1134/S0040579522020129.
4. A. M. Toikka, B. I. Gorovits, M. A. Toikka. Thermodynamic Analysis of Peculiarities of the State Diagrams of Chemically Reacting Systems in the Vicinity of Critical Points // Russian Journal of Physical Chemistry A. 2022. V. 96. No. 3. P. 478–484. DOI: 10.1134/S0036024422030244.
5. M. Toikka, P. Kuzmenko, A. Samarov, M. Trofimova. Phase behavior of the oleic acid – methanol – methyl oleate – water mixture as a promising model system for biodiesel production: Brief data review and new results at 303.15 K and atmospheric pressure. // Fuel. 2022 V. 319. 123730. DOI: 10.1016/j.fuel.2022.123730.
6. A. Samarov, I. Prikhodko, D. Liubichev, M. Toikka. Liquid−Liquid Equilibrium of Alcohol−Ester Systems with Deep Eutectic Solvents Based on Choline Chloride and Alkanediols (Ethylene Glycol or Propylene Glycol) // Journal of Chemical & Engineering Data. 2022. V. 67 (3). P. 707-716. DOI: 10.1021/acs.jced.1c00913.
7. A. Pulyalina, K. Grekov, Татаурова В., A. Senchukova, A. Novikov, I. Faykov, G. Polotskaya. Effect of ionic liquid on formation of copolyimide ultrafiltration membranes with improved rejection of ­La3+. // Scientific Reports. 2022. V. 12(1). 8200. DOI 10.1038/s41598-022-12377-0.
8. A. Pulyalina, N. Tian, A. Senchukova, I. Faykov, M. Ryabikova М., A. Novikov, N. Saprykina, G. Polotskaya. Application of Cyclized Polyacrylonitrile for Ultrafiltration Membrane Fouling Mitigation // Membranes. 2022. V. 12(5), 489. DOI:10.3390/membranes12050489.
9. V. Rostovtseva, I. Faykov, A. Pulyalina, A Review of Recent Developments of Pervaporation Membranes for Ethylene Glycol Purification. // Membranes. 2022. V. 12(3), 312. DOI: 10.3390/membranes12030312.

2021 год

1. D. Gromov, A. Toikka. Geometric Analysis of a System with Chemical Interactions // Entropy. 2021. V. 23, 1548. DOI: 10.3390/e23111548.
2. A. V. Petrov and A. M. Toikka. Comparative Atomic-level Analysis of Sorption and Diffusion Properties of Membrane Materials on the Base of Polymer and its Prepolymer // Membranes. 2021. V. 11. Article 925. DOI: 10.3390/membranes11120925.
3. A.M. Toikka, G.K. Misikov, A.V. Petrov. Analysis of Data on Vapor–Liquid Equilibrium in Multicomponent Systems Using Artificial Neural Networks // Theoretical Foundations of Chemical Engineering. 2021. V. 55(3). P. 403–409. DOI: 10.1134/S004057952103026X.
4. M. Farzaneh-Gord, H. R. Rahbari, B. Mohseni-Gharesafa, A. Toikka, I. Zvereva. Accurate determination of natural gas compressibility factor by measuring temperature, pressure and Joule-Thomson coefficient: Artificial neural network approach // Journal of Petroleum Science and Engineering. 2021. V. 202. 108427. DOI: 10.1016/j.petrol.2021.108427.
5. A.M. Toikka, A.Y. Pulyalina, A.V. Petrov. Mobility of small molecules in membrane materials based on copolyimide P84 // Mendeleev Communications. 2021. V. 31(1). P. 79–80. DOI: 10.1016/j.mencom.2021.01.024.
6. V. Rostovtseva, A. Pulyalina, R. Dubovenko, I. Faykov, K. Subbotina, K. Novikov, N. Saprykina, L. Vinogradova, G. Polotskaya. Enhancing pervaporation membrane selectivity by incorporating star macromolecules modified with ionic liquid for intensification of lactic acid dehydration // Polymers. 2021. V. 13(11). 1811. DOI: 10.3390/polym13111811.
7. I.I. Faykov, V.A. Rostovtseva, N.S. Tyan, A.Y. Pulyalina. A Deep Eutectic Solvent as a Modifier of Polyphenylene Oxide Membranes for Acetic Acid Dehydration // Membranes and Membrane Technologies. 2021. V. 3(2). P. 124–130. DOI:10.1134/S2517751621020037.
8. A.A. Samarov, M.A. Toikka, A.M. Toikka. Phase Equilibria in Alcohol–Ester Systems with Deep Eutectic Solvents Based on Choline Chloride at 293.15 and 313.15 K // Theoretical Foundations of Chemical Engineering. 2021. V. 55(2). P. 290–300. DOI: 10.1134/S004057952102010X.
9. A. Smirnov, A. Samarov, M. Toikka. Liquid−Liquid Equilibrium, Solubility, and Critical States in an Acetic Acid−n Butyl Alcohol−n Butyl Acetate−Water System at 328.15 K and 101.3 kPa: Topology of Phase Diagrams and NRTL Modeling. // J. Chem. Eng. Data. 2021. V. 66 (3). P. 1466-1474. DOI: 10.1021/acs.jced.0c01066. Q1
10. M. Trofimova, G. Misikov, A. Samarov, I. Prikhodko, M. Toikka. Solubility in the system acetic acid – n-amyl alcohol – n-amyl acetate – water at 293.15 K, 303.15 K, 313.15 K and 323.15 K and atmospheric pressure. The Journal of Chemical Thermodynamics. 2021. V. 161. 106515. DOI: 10.1016/j.jct.2021.106515.

2020 год

1. D. Gromov, A. Toikka. Toward Formal Analysis of Thermodynamic Stability: Le Chatelier—Brown Principle // Entropy. 2020. 22. Article 1113. DOI:10.3390/e22101113
2. D. Gromov, A. Toikka. On an alternative formulation of the thermodynamic stability condition // Journal of Mathematical Chemistry. 2020. V. 58(6). P. 1219–1229. DOI: 10.1007/s10910-020-01126-1
3. M. Farzaneh‑Gord, H. R. Rahbari, B. Mohseni‑Gharyehsafa, A. Toikka, I. Zvereva. Machine learning methods for precise calculation of temperature drop during a throttling process // J. Thermal Analysis and Calorimetry. 2020. V. 140(6). P. 2765–2778. DOI: 10.1007/s10973-019-09029-3
4. A.V. Petrov, A.M. Toikka. Charge States of Sorption Centers in Matrimid // Glass Physics and Chemistry. 2020. V. 46(2). P. 186–188. DOI: 10.1134/S1087659620020091
5. M. Trofimova, A. Sadaev, A. Samarov, A. Golikova, N. Tsvetov, M. Toikka, A. Toikka. Liquid-liquid equilibrium of acetic acid – ethanol – ethyl acetate – water quaternary system: Data review and new results at 323.15 K and 333.15 K // Fluid Phase Equilibria. 2020. V. 503. Article 112321. DOI: 10.1016/j.fluid.2019.112321
6. A. Golikova, N. Tsvetov, A. Samarov, M. Toikka, I. Zvereva, M. Trofimova, A. Toikka. Excess enthalpies and heat of esterification reaction in ethanol + acetic acid + ethyl acetate + water system at 313.15 K // J. Thermal Analysis and Calorimetry. 2020. V. 139. P. 1301–1307. DOI:10.1007/s10973-019-08488-yvol(V0)
7. A. Samarov, M. Trofimova, M. Toikka, A. Toikka. Experimental Data on Chemical Equilibrium in the System with Ethyl Formate Synthesis Reaction at 298.15 K // J. Chemical and Engineering Data. 2020. V. 65. Issue 5. P. 2578–2582. DOI: 10.1021/acs.jced.9b01205
8. A. Pulyalina, I. Faykov, V. Nesterova, M. Goikhman, I. Podeshvo, N. Loretsyan, A. Novikov, I. Gofman, A. Toikka, G. Polotskaya. Novel Polyester Amide Membranes Containing Biquinoline Units and Complex with Cu(I): Synthesis, Characterization, and Approbation for n-Heptane Isolation from Organic Mixtures // Polymers. 2020. 12. Article 645. DOI:10.3390/polym12030645
9. N. Tsvetov, A. Sadaeva, M. Toikka, A. Toikka. Excess molar heat capacity for the binary system n-propyl alcohol + water in the temperature range 278.15–358.15 K: new data and application for excess enthalpy calculation. // J. Thermal Analysis and Calorimetry. 2020. V. 142(5).P. 1977–1987. DOI: 10.1007/s10973-020-09605-y
10. A. Pulyalina, V. Rostovtseva, I. Faykov, A. Toikka. Application of Polymer Membranes for a Purification of Fuel Oxygenated Additive. Methanol/Methyl Tert-butyl Ether (MTBE) Separation via Pervaporation: A Comprehensive Review // Polymers. 2020. V. 12. Article 2218. DOI:10.3390/polym12102218
11. A. Pulyalina, V. Rostovtseva, I. Minich, O. Silyukov, M. Toikka, N. Saprykina, G. Polotskaya. Specific Structure and Properties of Composite Membranes Based on the Torlon® (Polyamide-imide)/Layered Perovskite Oxide // Symmetry. 2020. V. 12(7). Article 1142. DOI: 10.3390/sym12071142
12. A. Pulyalina, V. Rostovtseva, D. Rudakova, L. Vinogradova, G. Polotskaya. Strongly Selective Polymer Membranes Modified with Heteroarm Stars for the Ethylene Glycol Dehydration by Pervaporation // Membranes. 2020. V. 10(5). Article 86. DOI: 10.3390/membranes10050086
13. A. Pulyalina, M. Tataurov, I. Faykov, V. Rostovtseva, G. Polotskaya. Polyimide Asymmetric Membrane vs. Dense Film for Purification of MTBE Oxygenate by Pervaporation // Symmetry. 2020. V. 12(3). Article 436. DOI: 10.3390/sym12030436
14. G. Polotskaya, A. Pulyalina, V. Lebedev, G.Török, D. Rudakova, L. Vinogradova. Novel view at hybrid membranes containing star macromolecules using neutron scattering and pervaporation dehydration of acetic acid // Materials & Design. 2020. V. 186. Article 108352. DOI: 10.1016/j.matdes.2019.108352
15. A. Pulyalina, A. Larkina, M. Tataurov, L. Vinogradova, G. Polotskaya. Hybrid macromolecular stars with fullerene(C60) core included in polyphenyleneisophthalamide membranes for n-butanol dehydration // Fullerenes Nanotubes and Carbon Nanostructures. 2020. V. 28(1). P. 54–60. DOI: 10.1080/1536383X.2019.1671366
16. A. A. Samarov, L. M. Shishaeva, A. M. Toikka. Phase Equilibria and Extraction Properties of Deep Eutectic Solvents in Alcohol–Ester Systems // Theoretical Foundations of Chemical Engineering. 2020. V. 54. No. 4. P. 551–559. DOI: 10.1134/S0040579520040259
17. A. Samarov, I. Prikhodko, D. Liubichev, A. Toikka. Liquid-Liquid Equilibrium of Alcohol (Ethanol or n-Propanol)-Ester (Ethyl or n-Propyl Propionate) Systems with a Deep Eutectic Solvent Based on Choline Chloride at 293.15 K // J. Chemical and Engineering Data. 2020. V. 65(11). P. 5545–5552. DOI: 10.1021/acs.jced.0c00659
18. I.V. Prikhod’ko, A.A. Samarov, A.M. Toikka, M. Farzaneh-Gord. Prediction of Sound Speed in Natural-Gas Mixtures Using the CP-PC-SAFT Equation of State // Theoretical Foundations of Chemical Engineering. 2020. V. 54(6). P. 1267–1275. DOI: 10.1134/S004057952006010X.
19. A. Senina, V. Margin, A. Golikova, N. Tsvetov, A. Sadaeva, M. Toikka. Physico-chemical study of systems involving ethanol, promising for use as a biofuel // Fuel. Vol. 284 (2021) 119099.; DOI: 10.1016/j.fuel.2020.119099)
20. M. Toikka, K. Podryadova, A. Kudryashova. Liquid-liquid equilibria, solubility and critical states in the systempropionic acid – 1-propanol –n-propyl propionate – water at 303.15 K // The Journal of Chemical Thermodynamics. Vol. 152 (2021) 106265. DOI: 10.3390/sym12071142.
21. M. Toikka, A. Sadaev, A. Samarov. Liquid-liquid equilibria, solubility and critical states in the system propionic acid – n-butanol – n-butyl propionate – water at 293.15 K and atmospheric pressure // The Journal of Chemical Thermodynamics. 2020. V. 141, 105957. DOI: 10.1016/j.jct.2019.105957.

2019 год

1. A. Pulyalina, V. Rostovtseva, G. Polotskaya, L. Vinogradova, Z. Zoolshoev, M. Simonova, A. Hairullin, A. Toikka, Z. Pientka. Hybrid macromolecular stars incorporated poly(phenylene oxide) membranes: Organization, physical, and gas separation properties // Polymer. 2019. V. 172. P. 355–364. DOI: 10.1016/j.polymer.2019.04.005
2. G. Polotskaya, A. Pulyalina, M. Goikhman, I. Podeshvo, I. Gofman, S. Shugurov, V. Rostovtseva, I. Faykov, M. Tataurov, A. Toikka, A. Polotsky A. Asymmetric Membranes Based on Copolyheteroarylenes with Imide, Biquinoline, and Oxazinone Units: Formation and Characterization // Polymers. 2019. V. 11. Article 1542. DOI: 10.3390/polym11101542
3. A. Samarov, N. Shner, E. Mozheeva, A. Toikka. Liquid-liquid equilibrium of alcohol–ester systems with deep eutectic solvent on the base of choline chloride // The Journal of Chemical Thermodynamics. 2019. V. 131. P. 369–374. Doi: 10.1016/j.jct.2018.11.019
4. M. Trofimova, A. Sadaev, A. Samarov, M. Toikka, A. Toikka. Solubility, liquid-liquid equilibrium and critical states for the quaternary system formic acid – ethanol – ethyl formate – water at 298.15 K and 308.15 K // Fluid Phase Equilibria. 2019. V. 485. P. 111–119. DOI: 10.1016/j.fluid.2018.12.024
5. M. Toikka, A. Sadaeva, A. Samarov, A. Toikka. Solubility and critical surface in the system propionic acid – ethanol – ethyl propionate – water at 293.15, 303.15 and 313.15 K // The Journal of Chemical Thermodynamics. 2019. V. 132. P. 113–121. DOI: 0.1016/j.jct.2018.12.026
6. I.V. Prikhod’ko, A.A. Samarov, A.M. Toikka. On Application of PC–SAFT Model for Estimating the Speed of Sound in Synthetic and Natural Oil-and-Gas Mixtures // Russian Journal of Applied Chemistry. 2019. V. 92. No. 2. P. 262−266. DOI: 10.1134/S1070427219020150
7. A. M. Toikka, A. A. Samarov, M. Farzaneh-Gord, I. A. Zvereva. On Calculation of Some Properties of Natural Gas Using a Limited Number of Experimental Parameters // Theoretical Foundations of Chemical Engineering. 2019. V. 53. No. 1. P. 21–28. DOI: 0.1134/S0040579519010159
8. A.V. Petrov, M.A. Smirnov, M.P. Sokolova, A.M. Toikka. Influence of Water Concentration on Its Mobility in Matrimid® // Coatings. 2019. V. 9. Article 466. DOI:10.3390/coatings9080466
9. A.Yu. Pulyalina, M.N. Putintseva, G.A. Polotskaya, V.A. Rostovtseva, A.M. Toikka. Pervaporation Purification of Oxygenate from an Ethyl tert-Butyl Ether/Ethanol Azeotropic Mixture // Membranes and Membrane Technologies. 2019. V. 1. No. 2. P. 99–106. DOI: 10.1134/S2517751619020082
10. A. Samarov, I. Prikhodko, N. Shner, G. Sadowski, C. Held, A. Toikka. Liquid−Liquid Equilibria for Separation of Alcohols from Esters Using Deep Eutectic Solvents Based on Choline Chloride: Experimental Study and Thermodynamic Modeling // J. Chemical and Engineering Data. 2019. V. 64. Issue 12. P. 6049–6059. DOI: 10.1021/acs.jced.9b00884.
11. A. Smirnov, A. Sadaeva, K. Podryadova, M. Toikka. Quaternary liquid-liquid equilibrium, solubility and critical states: Acetic acid - n-butanol - n-butyl acetate - water at 318.15 K and atmospheric pressure // Fluid Phase Equilibria. 2019. V. 493. P. 102–108. DOI: 10.1016/j.fluid.2019.04.020.