The object of research, development or design (in Russian) : Нанокомпозитные материалы на основе TiO2, восстановленного оксида графена (rGO), CdS, и плазмонных наночастиц (НЧ) Ag и Au

The object of research, development or design (in Kazakh) : TiO2 негізіндегі нанокомпозиттік материалдар, қалпына келтірілген графен оксиді (rGO), CdS, Ag мен Au плазмондық нанобөлшектері (НБ)

Aim of work (in Russian) : Цель работы – изучение механизма влияния НЧ металлов на фотокаталитические наноструктуры на основе TiO2/Gr, TiO2/CdS, TiO2/Gr/CdS и их применение для повышения эффективности расщепления молекул воды и фотодеградации органических соединений за счет расширения спектральной чувствительности в видимом диапазоне и улучшенного разделения носителей зарядов.

Aim of work (in Kazakh) : Жұмыстың мақсаты-метал НБ-нің TiO2/Gr, TiO2/CdS, TiO2/Gr/CdS негізіндегі фотокаталитикалық наноқұрылымдарға әсер ету механизмін зерттеу және оларды көрінетін диапазондағы спектрлік сезімталдықты кеңейту және заряд тасымалдаушыларды жақсырақ бөлу арқылы су молекулаларының бөліну тиімділігін және органикалық қосылыстардың фотодеградациясын жақсарту үшін қолдану.

Методы исследования (на русском) : Методы оптической и рентгеновской спектроскопии, динамического рассеяния света, электронной сканирующей и просвечивающей микроскопии, импедансной спектроскопии и циклической вольтамперометрии

Методы исследования (на казахском) : Оптикалық және рентгендік спектроскопия, динамикалық жарық шашырау, электронды сканерлеуші және трансмиссиялық микроскопия, импеданстық спектроскопия және циклдік вольтамперометрия әдістері.

Obtained results and novelty (in Russian) : – изучена роль локализованного плазмонного резонанса НЧ металлов в усилении фотокаталитической активности нанокомпозита TiO2/rGO. Подобраны оптимальные состав, концентрация и размеры НЧ металлов, а также конфигурация композитов, обладающих наилучшими фотокаталитическими свойствами; – разработана технология получения тройных нанокомпозитов на основе TiO2, rGO и CdS и исследованы их структурно-морфологические, оптические, фотоэлектрические и фотокаталитические характеристики. Показано, что добавление определенной концентрации CdS повышает эффективность разделения заряда и световую чувствительность нанокомпозита TiO2/Gr; – исследовано влияние плазмонного резонанса НЧ металлов на эффективность разделения заряда и светочувствительность композитов TiO2/Gr/CdS. Показано, что в присутствии НЧ серебра улучшается фотокаталитичсекая активность и деградация органических соединений гибридного материала; Новизной полученных результатов является использование свойств НЧ Ag и Au различного размера и НЧ «ядро/оболочка» Met/TiO2 и Met/SiO2 (Met=Ag либо Au) для улучшения фотокаталитических свойств гибридных нанокомпозитов TiO2/Gr/CdS. Подобраны условия для создания нанокомпозитных материалов с хорошей активностью для фотодеградации органических загрязнений и высокими оптоэлектронными свойствами.

Obtained results and novelty (in Kazakh) : TiO2/rGO нанокомпозитінің фотокаталитикалық белсенділігін арттырудағы металдардың локализацияланған плазмондық резонансының рөлі зерттелді. Металдардың оңтайлы құрамы, концентрациясы мен өлшемдері, сондай-ақ ең жақсы фотокаталитикалық қасиеттері бар Композиттердің конфигурациясы таңдалады; – TiO2, rGO және CdS негізінде үштік нанокомпозиттерді алу технологиясы әзірленді және олардың құрылымдық-морфологиялық, оптикалық, фотоэлектрлік және фотокаталитикалық сипаттамалары зерттелді. CDs белгілі бір концентрациясын қосу арқылы зарядты бөлу тиімділігін және TiO2/Gr нанокомпозитінің жарық сезімталдығын арттыратыны көрсетілген; - металдардың плазмондық резонансының зарядты бөлу тиімділігіне және TiO2/Gr/CDs композиттерінің жарық сезімталдығына әсері зерттелді. Күміс НБ қатысуымен гибридті материалдың органикалық қосылыстарының фотокаталитикалық белсенділігі мен деградациясы жақсаратыны көрсетілген; Алынған нәтижелердің жаңалығы TiO2/Gr/CDs гибридті нанокомпозиттерінің фотокаталитикалық қасиеттерін жақсарту үшін әртүрлі өлшемдегі Ag және Au НБ қасиеттерін және «ядро/қабықша» НБ Met/TiO2 және Met/SiO2 (Met=Ag немесе Au) қасиеттерін пайдалану болып табылады. Органикалық ластаушы заттардың фотодеградациясы және жоғары оптоэлектрондық қасиеттері үшін жақсы белсенділігі бар нанокомпозиттік материалдарды жасау үшін жағдайлар таңдалды.

The main constructive and technical economic indicators (in Russian) : При выполнении проекта разработаны методики для создания функциональных нанокомпозитных материалов на основе полупроводников, CdS, производных графена и НЧ металлов, обладающих плазмонным резонансом. Определены способы улучшения их светособирающих, адсорбционных и зарядо-транспортных характеристик

The main constructive and technical economic indicators (in Kazakh) : Жобаны орындау кезінде плазмондық резонансы бар жартылай өткізгіштер, CdS, графен туындылары және метал НБ негізінде функционалды нанокомпозиттік материалдарды жасау әдістері дайындалды. Олардың жарық жинау, адсорбциялық және заряд-тасымалдау сипаттамаларын жақсарту жолдары анықталды

Level of implementation (in Russian) : Внедрение не предусмотрено

Level of implementation (in Kazakh) : Қарастырылмаған

Efficiency (in Russian) : Показано, что синергетический эффект производных графена и плазмонного резонанса НЧ металлов позволит получить новый материал на основе TiO2 и CdS с улучшенными адсорбционными и зарядо-транспортными характеристиками, эффективностью светосбора, стабильностью и фотокаталитической активностью. По результатам опубликовано 15 работ. Из них: 1 статья – в рецензируемом зарубежном издании, входящем в Web of Science (Q2, Q3) и (или) имеющем процентиль по Cite Score (Scopus) не менее 50 (Nanotechnology, WoS Q2, Процентиль Scopus 83%); 1 статья в рецензируемом научном издании по научному направлению проекта, входящих во 2 (второй) квартиль по импакт-фактору в базе Web of Science и (или) имеющему процентиль по CiteScore в базе Scopus не менее 50 (пятидесяти) находится на рецензировании (Materials Letters, WoS Q2, Процентиль Scopus 72%); 1 статья в рецензируемом научном издании по научному направлению проекта, входящем в 1 (первый) квартиль по импакт-фактору в базе Web of Science и (или) имеющему процентиль по CiteScore в базе Scopus не менее 50 (пятидесяти) находится на рецензировании (Engineered Science, Процентиль Scopus 96%); 1 статья в рецензируемом научном издании по научному направлению проекта, входящего в базу Scopus (Materials Today: Proceedings, Процентиль Scopus 42%); 1 статья в рецензируемом отечественном издании, рекомендованном КОКСОН; 10 работ в материалах конференций. По теме проекта ведется подготовка двух магистерских диссертаций и подготовлена 1 дипломная работа.

Efficiency (in Kazakh) : Графен туындылары мен метал НБ плазмондық резонансының синергетикалық әсері TiO2 және CdS негізінде жақсартылған адсорбциялық және зарядты тасымалдау сипаттамалары, жарық жинау тиімділігі, тұрақтылығы және фотокаталитикалық белсенділігі бар жаңа материал алуға мүмкіндік беретіні көрсетілді. Нәтижелер бойынша 15 жұмыс жарияланды. Олардың ішінде: 1 мақала — Web of Science (Q2,Q3) базасына кіретін немесе Scopus көрсеткіші бойынша процентилі кемінде 50 болатын рецензияланған шетелдік басылымда (Nanotechnology, WoS Q2, Scopus процентиль 83%) жарияланған; 1 мақала жобаның ғылыми бағыты бойынша Web of Science базасында импакт-фактор бойынша 2-ші квартильге кіретін және (немесе) Scopus базасында CiteScore бойынша процентилі кемінде 50 болатын рецензияланған ғылыми басылымда рецензиядан өтуде (Materials Letters, WoS Q2, Scopus процентиль 72%); 1 мақала жобаның ғылыми бағыты бойынша Web of Science базасында импакт-фактор бойынша 1-ші квартильге кіретін және (немесе) Scopus базасында CiteScore процентилі кемінде 50 болатын рецензияланған ғылыми басылымда рецензиядан өтуде (Engineered Science, Scopus процентиль 96%); 1 мақала жобаның ғылыми бағыты бойынша Scopus базасына кіретін рецензияланған ғылыми басылымда жарияланған (Materials Today: Proceedings, Scopus процентиль 42%); 1 мақала КОКСОН ұсынған рецензияланған отандық басылымда жарияланған; конференция материалдарында 10 жұмыс бар. Жоба тақырыбы бойынша екі магистрлік диссертация дайындалуда және 1 дипломдық жұмыс дайындалды.

Field of application (in Russian) : Полученные результаты могут быть использованы для дизайна материалов с улучшенными оптоэлектронными характеристикми и фотокаталитической активностью для эффективной генерации водорода, а также при создании наукоемких технологий для получения материалов, применяемых в альтернативной «зеленой» энергетике и экологическом мониторинге.

Field of application (in Kazakh) : Алынған нәтижелер сутегін тиімді өндіруге арналған жақсартылған оптоэлектрондық сипаттамалары мен фотокаталитикалық белсенділігі бар материалдарды жобалау үшін, сондай-ақ баламалы «жасыл» энергетика мен экологиялық мониторингте қолданылатын материалдарды алуға арналған ғылымды қажетсінетін технологияларды жасауда пайдаланылуы мүмкін.