The object of research, development or design (in Russian) : Фотокатализаторы на основе графитового нитрида углерода (g-C3N4) и сульфидов металлов.

The object of research, development or design (in Kazakh) : Графитті көміртек нитридіне (g-C3N4) және металдар сульфидтеріне негізделген фотокатализаторлар.

Aim of work (in Russian) : Цель - развитие технологии твердофазного механохимического синтеза нанокомпозитов на основе двухмерного графитового нитрида углерода (2D-g-C3N4) и сульфидов металлов (MeS), обладающих фотокаталитической активностью под видимым светом и оптимальными фотоэлектрохимическими характеристиками для получения водорода.

Aim of work (in Kazakh) : Екі өлшемді графитті көміртек нитриді (2D-g-C3N4) мен металл сульфидтерінен (MeS) тұратын нанокомпозиттердің механохимиялық синтез технологиясын дамыту. Бұл материалдар көрінетін жарықта фотокаталитикалық белсенділік көрсетіп, сутегі өндіруге оңтайлы фотоэлектрохимиялық сипаттамаға ие болуы тиіс.

Методы исследования (на русском) : Для приготовления фотокатализаторов с высокой фотокаталитической активностью используются твердофазный метод при помощи планетарной шаровой мельницы и метод термической обработки, физико-химические свойства исследуются при помощи рентгенофазового анализа, Рамановской спектроскопии, ИК-Фурье спектроскопии, рентгеновской фотоэлектронная спектроскопия, термогравиметрическим анализом и дифференциальной сканирующей калориметрией, сканирующей и просвечивающей электронными микроскопиями, просвечивающей электронной микроскопией высокого разрешения, УФ-видимая спектрофотометрией, анализом адсорбции и десорбции азота (метод БЭТ); тестирование фотокаталитической активности разработанных фотокатализаторов производится на УФ-видимая спектрофотометре и газовом хроматографе.

Методы исследования (на казахском) : Фотокатализаторлар планеталық шарлы диірменді пайдалана отырып қатты фазада синтезделді және термиялық өңдеуден өтті. Олардың физика-химиялық қасиеттері рентгендік фазалық талдау, Раман спектроскопиясы, ИК-Фурье спектроскопиясы, рентгендік фотоэлектрондық спектроскопия, термогравиметриялық талдау және дифференциалды сканирлеу калориметриясы арқылы зерттелді. Сканерлеуші және өткізгіш электронды микроскоптар, жоғары рұқсатты микроскопия, УК-көрінетін спектрофотометр және азот адсорбция-десорбциясы (БЭТ әдісі) қолданылды. Фотокаталитикалық белсенділік УК-көрінетін спектрофотометр мен газды хроматограф арқылы тексерілді.

Obtained results and novelty (in Russian) : Новизна полученных результатов заключается в разработке эффективного состава и твердофазного метода приготовления фотокатализаторов на основе g-C3N4 и MeS для преобразования солнечной энергии в возобновляемый водород, а также в определении фундаментальных закономерностей для увеличения квантового выхода. Оптимизированы условия получения g-C3N4 и способы его расслоения. Установлено, что предварительная обработка шаровой планетарной мельнице приводит к лучшему расслоению g-C3N4. Подобраны оптимальные условия твердофазного синтеза нанокомпозитов на основе g-C3N4 и MeS. Изучена способность синтезированных образцов на фотокаталитическое разложение органического красителя и получение водорода. Подобраны оптимальные условия получения водорода. Среди g-C3N4/Bi2S3, наибольшую активность проявил g-C3N4/Bi2S3 97,44:2,56мас% и на 300 мин излучения солнечным светом, скорость выделения водорода составляла 2009μмольг-1ч-1. Наибольшая скорость выделения для g-C3N4/CdS был состав 60:40мас%, и наибольшее значение скорости было равно 2254,54μмольг-1ч-1 на 240 мин излучения солнечным светом. Среди тройных систем наибольшую активность проявил g-C3N4 /NiS/Bi2S3 96:2:2мас%, и на 180 мин излучения солнечным светом, его скорость выделения водорода составляла 1389μмольг-1ч-1. На примере g-C3N4/CdS изучены механизмы фотокаталитических процессов. Приведены доказательства доминирования механизма Z-схемы в процессе фотокаталитического выделения водорода и разложения органического красителя.

Obtained results and novelty (in Kazakh) : g-C3N4 пен MeS негізіндегі фотокатализаторларды дайындаудың тиімді құрамы мен әдістері әзірленді. Олар күн энергиясын жаңартылатын сутегіге айналдыруға мүмкіндік береді. Кванттық өнімділікті арттыруға бағытталған іргелі заңдылықтар анықталды. g-C3N4 алу және оны қабаттарға бөлу шарттары оңтайландырылды. Алдын ала шарлы диірменде өңдеу g-C3N4-тің жақсы қабатталуына ықпал етті. Сонымен қатар, g-C3N4 пен MeS негізінде нанокомпозиттерді синтездеудің оңтайлы шарттары анықталды. Барлық үлгілердің органикалық бояғыштарды ыдырату және сутегі өндіру қабілеттері зерттелді. Сутегі өндірудің оңтайлы шарттары анықталды: g-C3N4/Bi2S3 (97,44:2,56 масс%) үлгісі күн сәулесімен 300 минут бойы жарықтандырғанда сутегі өндіру жылдамдығы 2009 мкмоль·г⁻¹·сағ⁻¹ болды. g-C3N4/CdS (60:40 масс%) жүйесі 240 минутта 2254,54 мкмоль·г⁻¹·сағ⁻¹ жылдамдыққа жетті. Үштік жүйелерден g-C3N4/NiS/Bi2S3 (96:2:2 масс%) ең жоғары белсенділік көрсетіп, 180 минуттан кейін сутегі өндіру жылдамдығы 1389 мкмоль·г⁻¹·сағ⁻¹ болды. Фотокаталитикалық механизмдер: g-C3N4/CdS жүйесінде фотокаталитикалық үдерістің Z-схемасы басым екендігі анықталды. Бұл схема органикалық бояғышты ыдырату және сутегі өндіруде маңызды рөл атқарады.

The main constructive and technical economic indicators (in Russian) : Масштабируемость - возможность увеличения производства водорода; Экологический эффект – использование экологически-чистых технологий, как для получения фотокатализтаров, так и для производства водорода; Окупаемость - возможна экономическая выгода от производства водорода, основанная на рыночном спросе, производственных затратах и энергоэффективности.

The main constructive and technical economic indicators (in Kazakh) : Масштабталуы – сутегі өндірісін арттыру мүмкіндігі; Экологиялық әсері – фотокатализаторларды алу мен сутегін өндіру үшін экологиялық таза технологияларды пайдалану; Өзін-өзі ақтауы – нарықтық сұраныс, өндіріс шығындары және энергия тиімділігі негізінде сутегі өндірісінен экономикалық пайда алу мүмкіндігі.

Level of implementation (in Russian) : На данном этапе в проекте не предусмотрено внедрение разработанных материалов, методик, техник или технологий

Level of implementation (in Kazakh) : Осы кезеңде жобаға әзірленген материалдарды, әдістемелерді, тәсілдерді немесе технологияларды енгізу қарастырылмаған

Efficiency (in Russian) : Эффективность данного проекта заключается в способности разработанных фоткатализаторов расщеплять молекулы воды и выделять водород по действием света. Согласно полученным данным разработанные фотокатализаторы представлены высокой скоростью выделения водорода, что говорит об их перспективности и необходимости дальнейшего изучения.

Efficiency (in Kazakh) : Осы жобаның тиімділігі әзірленген фотокатализаторлардың су молекулаларын жарық әсерінен ыдыратып, сутегін бөлетін қабілетінде жатыр. Алынған мәліметтерге сәйкес, әзірленген фотокатализаторлар сутегі бөлудің жоғары жылдамдығын көрсеткен, бұл олардың болашағы зор екенін және әрі қарай зерттеуді қажет ететінін көрсетеді.

Field of application (in Russian) : фотокатализ, материаловедение, зеленая химия, альтернативные источники энергии.

Field of application (in Kazakh) : Фотокатализ, материалтану, жасыл химия, баламалы энергия көздері.