The object of research, development or design (in Russian) : Объектом исследования являются отходы растительной биомассы – кукурузные початки, виноградные косточки, сливовые косточки, карбонизаты и активированные угли на их основе, а также процессы сорбции СО2, N2 и CH4.

The object of research, development or design (in Kazakh) : Зерттеу нысаны өсімдік биомассасының қалдықтары – жүгері собығы, жүзім сүйектері, қара өрік сүйектері, карбонизаттар және олардың негізінде белсендірілген көмірлер, сондай-ақ СО2, N2 және CH4 сорбция процестері болып табылады.

Aim of work (in Russian) : Получение активированных углей из отходов растительной биомассы с развитой микропористой структурой поверхности методами физической и химической активации для улавливания и разделения СО2, N2 и CH4 из газовоздушных сред.

Aim of work (in Kazakh) : Газ-ауа ортасынан СО2, N2 және CH4 ұстау және бөлу үшін физикалық және химиялық белсендіру әдістерімен дамыған микрокеуекті беткі құрылымы бар өсімдік биомассасының қалдықтарынан белсендірілген көмірді алу.

Методы исследования (на русском) : В рамках проекта методом термической карбонизации с последующей активацией перегретым водяным паром получены активированные угли из кукурузных початков, виноградных и сливовых косточек, которые показали высокую удельную поверхность и пористость. Для определения состава, строения, физико-химических характеристик полученных активированных углей использовались различные физико-химические методы: БЭТ, сканирующая электронная микроскопия, рентгеновская дифракционная спектроскопия (XRD), Рамановская спектрометрия, рентгенофлуоресцентный анализ и др.

Методы исследования (на казахском) : Жоба аясында термиялық карбонизация әдісімен, содан кейін қызып кеткен су буымен белсендіріле отырып жүгері собығынан, жүзім және қара өрік сүйектерінен белсендірілген көмірлер алынды, олар жоғары меншікті бетті және кеуектілікті көрсетті. Алынған белсендірілген көмірлердің құрамын, құрылымын, физика-химиялық сипаттамаларын анықтау үшін әртүрлі физика-химиялық әдістер қолданылды: БЭТ, сканерлеуші электронды микроскопия, рентгендік дифракциялық спектроскопия (XRD), Раман спектрометриясы, рентген-флуоресцентті талдау және т. б.

Obtained results and novelty (in Russian) : Проведено измельчение отходов растительной биомассы до фракции 2-3 мм, затем полученные рабочие фракции подвергались карбонизации (пиролизу) в инертной атмосфере аргона при трех разных температурах (600, 700 и 800°С) с выдержкой при данных температурах в течении 1 часа. После процесса карбонизации (пиролиза) проводилась активация перегретым водяным паром при температуре 800°С в течении 1 часа. Удельная поверхность составила от 400 до 800 м2/г, а также имела развитую микро- и мезопористую структуру поверхности. Определены основные текстурные и физико-химические характеристики полученных активированных углей такими методами как: СЭМ, XRD, Рамановская спектрометрия, рентгенофлуоресцентный анализ. Анализ микрофотографий сканирующей электронной микроскопии показал, что полученные активированные угли имеют хлопьевидную поверхность с развитой пористой структурой. Анализ дифрактограмм показывает, что интенсивные пики сосредоточены при 2θ = ~23° и 2θ = ~44°, что относится к пикам углерода. Установлено, что структура полученных активированных углей – аморфная, что отражается индексами Миллера (002) и (101) соответственно. В Раман спектрах активированных углей преобладают относительно резкие полосы D и G. Для каждого углеродного материала присутствовала полоса G, а по мере увеличения беспорядка в турбостратной структуре появлялась еще одна полоса, обозначенная как полоса D.

Obtained results and novelty (in Kazakh) : Өсімдік қалдықтарының биомассасы 2-3 мм фракцияға дейін ұсақталды, содан кейін алынған жұмыс фракциялары үш түрлі температурада (600°C, 700°C және 800°C) аргонның инертті атмосферасында карбонизацияға (пиролизге) ұшырады және осы температурада 1 сағат бойы ұсталды. Карбонизация (пиролиз) процесінен кейін 1 сағат бойы 800 °C температурада аса қызған су буымен белсендіру жүргізілді. Меншікті бетінің ауданы 400-ден 800 м2/г-ге дейін ауытқиды, сонымен қатар дамыған микро- және мезокеуекті беттік құрылымы болды. Алынған белсендірілген көмірлердің негізгі текстуралық және физика-химиялық сипаттамалары: СЭМ, XRD, Раман спектрометриясы, рентгендік флуоресценттік талдау сияқты әдістермен анықталды. Сканерлеуші электронды микроскопиялық микросуреттерді талдау нәтижесінде алынған белсендірілген көмірлердің дамыған кеуекті құрылымы бар қабыршақ тәрізді беті бар екенін көрсетті. Дифрактограммаларды талдау қарқынды шыңдардың 2θ = ~23° және 2θ = ~44° шамасында шоғырланғанын көрсетеді, бұл көміртегі шыңдарына жатады. Алынған белсендірілген көмірлердің құрылымы аморфты екені анықталды, ол сәйкесінше Миллер (002) және (101) индекстерімен көрсетіледі. Белсендірілген көмірлердің Раман спектрлерінде салыстырмалы түрде өткір D және G жолақтары басым. Әрбір көміртекті материал үшін G жолағы болды, ал турбостратикалық құрылымдағы тәртіпсіздік ұлғайған сайын D жолағы деп белгіленген басқа жолақ пайда болды.

The main constructive and technical economic indicators (in Russian) : На сегодняшний день Казахстан не обладает большим внутренним производством активированного угля, и эта область производства зависит от импорта, при этом почти 100 % продукции завозится из-за рубежа. В ходе реализации научно-исследовательской работы будут синтезированы активированные угли из отходов растительного сырья Республики Казахстан с использованием физических и химических методов активации, которые позволят сменить широко используемые активированные угли на более экономически выгодные и доступные. Подбор активатора осуществляется для проведения физико-химической активации с целью развития микропористой структуры на поверхности активированного угля. Будут исследованы состав, текстурные и физико-химические характеристики получаемых активированных углей. Реализация настоящей научно-исследовательской работы позволит расширить сырьевую базу для производства активированного угля благодаря переработке отходов растительной биомассы. Успешная реализация научного исследования в рамках этого проекта приведет к улучшению экономического, экологического и социального эффектов и позволит в конечном итоге получить активированные угли с необходимыми физико-химическими и адсорбционными характеристиками.

The main constructive and technical economic indicators (in Kazakh) : Бүгінгі таңда Қазақстанда белсендірілген көмірдің отандық ірі өндірісі жоқ, бұл өндіріс саласы импортқа тәуелді, өнімнің 100 % дерлік шетелден импортталады. Ғылыми-зерттеу жұмыстарын орындау барысында белсендірілген көмірлер Қазақстан Республикасының өсімдік шикізатының қалдықтарынан физикалық және химиялық белсендіру әдістерін қолдана отырып синтезделеді, бұл кеңінен қолданылатын белсендірілген көмірлерді үнемді және қолжетімдіге ауыстыруға мүмкіндік береді. Белсендіргішті таңдау белсендірілген көмірдің бетінде микрокеуекті құрылымды дамыту мақсатында физикалық-химиялық белсендіруді жүзеге асыру үшін жүргізіледі. Алынған белсендірілген көмірлердің құрамы, текстуралық және физика-химиялық сипаттамалары зерттеледі. Бұл ғылыми-зерттеу жұмысын жүзеге асыру өсімдік биомассасының қалдықтарын өңдеу арқылы белсендірілген көмір өндірудің шикізат базасын кеңейтуге мүмкіндік береді. Осы жоба аясындағы ғылыми зерттеулерді табысты жүзеге асыру экономикалық, экологиялық және әлеуметтік әсерлердің жақсаруына әкеледі және сайып келгенде, қажетті физикалық-химиялық және адсорбциялық сипаттамалары бар белсендірілген көмірді өндіруге мүмкіндік береді.

Level of implementation (in Russian) : Не внедрено

Level of implementation (in Kazakh) : Енгізілмеген

Efficiency (in Russian) : Предлагаемая авторами научно-исследовательская работа направлена на получение микропористых активированных углей из отходов растительной биомассы методами физической и химической активации и апробированием полученных активированных углей в улавливании и разделении СО2, N2 и CH4 из газовоздушных сред. Казахстан занимает лидирующие позиции по развитости сельского хозяйства, соответственно во время сбора урожая и переработки сельхозпродукции образуется огромное количество отходов, которые находят незначительное дальнейшее применение или сжигаются. В связи с этим переработка образующихся отходов растительной биомассы в активированный уголь является актуальной задачей. Получаемые активированные угли найдут практическое применение в химических предприятиях для очистки газо-воздушных выбросов.

Efficiency (in Kazakh) : Авторлар ұсынған ғылыми-зерттеу жұмысы физикалық және химиялық белсендіру әдістерін қолдана отырып, өсімдік қалдықтарынан микрокеуекті белсендірілген көмірлерді алуға және алынған белсендірілген көмірлерді газ-ауа ортасынан СО2, N2 және CH4 ұстау мен бөлуде сынауға бағытталған. Қазақстан ауыл шаруашылығы даму дәрежесі бойынша жетекші орынға ие, сәйкесінше ауыл шаруашылығы өнімдерін жинау және өңдеу кезінде көп мөлшерде қалдықтар пайда болады, олар одан әрі пайдалануды аз табады немесе жағылады. Осыған байланысты өсімдік қалдықтарының биомассасын белсендірілген көмірге қайта өңдеу кезек күттірмейтін міндет болып табылады. Алынған белсендірілген көмірлер газ бен ауа шығарындыларын тазарту үшін химиялық зауыттарда практикалық қолдануды табады.

Field of application (in Russian) : Полученные активированные угли на основе отходов растительной биомассы найдут применение в очистке газо-воздушных сред от вредных газовых выбросов и в улавливании, разделении и хранении CO2, N2 и СН4. Целевым потребителем полученных активированных углей будет промышленный сектор Республики Казахстан.

Field of application (in Kazakh) : Өсімдік биомассасының қалдықтары негізінде алынған белсендірілген көмірлер газ-ауа ортасын зиянды газ шығарындыларынан тазартуда және CO2, N2 және CH4-ті ұстауда, бөлуде және сақтауда қолданылады. Алынған белсендірілген көмірлердің нысаналы тұтынушысы Қазақстан Республикасының өнеркәсіп секторы болады.