The object of research, development or design (in Russian) : Сорбенты на основе Na и Mg; катализаторы на основе меди; технологические параметры процесса; физико-химические свойства сорбционных композитов

The object of research, development or design (in Kazakh) : Na және Mg негізді сорбенттер; мыс негізді катализатор; технологиялық процестің параметрлері; сорбциялық композиттердің физикалық және химиялық қасиеттері

Aim of work (in Russian) : Разработка новых, недорогих, научно-обоснованных сорбентов СО2 и эффективных катализаторов углекислотной конверсии этанола, применение их в сорбционно-каталитическом процессе улавливания СО2 и получения синтез-газа путем взаимодействия углекислого газа с возобновляемым биоэтанолом. Установление влияния физико-химических характеристик сорбентов и катализаторов на их сорбционную и каталитическую активность в изучаемых процессах.

Aim of work (in Kazakh) : Этанолдың көмірқышқылдық конверсиясына арналған жаңа, арзан, ғылыми негізделген СО2 сорбенттері мен тиімді катализаторларды әзірлеу, оларды көмірқышқыл газын жаңартылатын биоэтанолмен әрекеттесу арқылы СО2 ұстау және синтез газын алудың сорбциялық-каталитикалық процесінде пайдалану. Сорбенттер мен катализаторлардың физика-химиялық сипаттамаларының олардың сорбциялық және зерттелетін процестердегі каталитикалық белсенділігіне әсерін анықтау.

Методы исследования (на русском) : В ходе выполнения проекта для достижения поставленных целей использованы сорбционные и каталитические методы исследования. Стабильность сорбционных свойств композитных сорбентов исследованы в проточном режиме путем адсорбции диоксида углерода и его десорбции при определенных температурах. Каталитическая активность синтезированных катализаторов исследованы в проточной каталитической установке. Для синтеза медьсодержащих катализаторов применены методы капиллярная пропитка, solution combustion и цитратный метод. Количественные и количественные показатели выходящих газов анализировали с применением газового хроматографа Хромос ГХ-1000. Для установления взаимосвязи между физико-химическими и функциональными свойствами синтезированных катализаторов и композиционных сорбентов было проведено исследование методами рентгенофазового анализа (РФА), температурно-программированного восстановления водородом (ТПВ-Н₂), методом Брунауэра-Эммета-Теллера (БЭТ), сканирующей электронной микроскопии (СЭМ) и инфракрасной спектроскопии (ИКС).

Методы исследования (на казахском) : Жобаны орындау барысында қойылған мақсаттарға жету үшін сорбциялық және каталитикалық зерттеу әдістері қолданылды. Композиттік сорбенттердің сорбциялық қасиеттерінің тұрақтылығы көмірқышқыл газын белгілі бір температураларда адсорбциялау және десорбциялау арқылы ағынды режимде зерттелді. Синтезделген катализаторлардың каталитикалық белсенділігі ағынды каталитикалық қондырғыда зерттелді. Мыс құрамды катализаторларды синтездеу үшін капиллярлық сіңдіру, solution combustion және цитрат әдістері қолданылды. Шығатын газдардың сандық және сапалық көрсеткіштері Хромос ГХ-1000 газдық хроматографы арқылы талданды. Синтезделген катализаторлар мен композициялық сорбенттердің физика-химиялық және функционалдық қасиеттерінің өзара байланысын анықтау үшін рентгенқұрылымдық талдау (РҚТ), сутекпен температуралық-бағдарламаланған тотықсыздану (ТБТ-H₂), Брунауэр-Эмметт-Теллер әдісі (БЭТ), сканерлеуші электрондық микроскопия (СЭМ) және инфрақызыл спектроскопия (ИҚС) әдістері қолданылды.

Obtained results and novelty (in Russian) : Новизна полученных результатов заключается в синтезировании медьсодержащих катализаторов, нанесенных на различные носители для получения синтез-газа углекислотной конверсией этанола, определении эффективного метода приготовления катализаторов процесса УКЭ. Комплексом методов (БЭТ, РФА, СЭМ и др.) установлена взаимосвязь между сорбционной емкостью по СО2 композитных сорбентов и их важными физико-химическими характеристиками. Определена стабильность сорбционных свойств эффективного композитного сорбента (10 мас.% MgO/5A и 10 мас.% Na₂O/5A) для сорбции CO₂. Синтезированы катализаторы на основе CuO, нанесённые на различные носители (Al₂O₃, SiO₂, 5А и HZSM-5). Определён оптимальный состав эффективного катализатора: 3 мас.% CuO/γ-Al₂O₃, приготовленный методом пропитки, при температуре 800 °C, при этом ХCO₂ = 60,3%, выход H₂ и CO в продуктах реакции 16,6% и 37,5% соответственно. Исследованы катализаторы CuO/Al₂O₃ и CuO/SiO₂ с различным содержанием меди в процессе УКЭ. Установлено, что оптимальное содержание меди составляет 10 мас.%. Катализатор 10 мас.% CuO/Al₂O₃, синтезированный методом капиллярной пропитки, продемонстрировал наивысшую каталитическую активность при 800 °С (ХCO₂ = 49%, H₂ = 17,0%, CO = 38,1%), а катализатор 10 мас.% CuO/SiO₂, синтезированный методом solution combustion, обеспечил максимальный выход этилена (30,7%) при 550°С. Установлена взаимосвязь между физико-химическими и функциональными свойствами синтезированных катализаторов методами РФА, ТПВ-Н₂, БЭТ и СЭМ.

Obtained results and novelty (in Kazakh) : Алынған нәтижелердің жаңашылдығы этанолдың көмірқышқылдық конверсиясымен синтез газын алу үшін әртүрлі тасымалдағыштарға отырғызылған мыс құрамыды катализаторларды синтездеу,ЭКК процесіне катализаторларды дайындаудың тиімді әдісін анықтау. Әдістер кешенімен (БЭТ,РҚТ,СЭМ және т.б.) композиттік сорбенттердің СО₂ бойынша сорбциялық сыйымдылығы мен олардың маңызды физика-химиялық қасиеттері арасындағы өзара байланысы анықталды.CO₂ сорбциясы бойынша композиттік сорбенттің (10мас.%MgO/5A, 10 мас.%Na₂O/5A) сорбциялық қасиеттерінің тұрақтылығы анықталды. Әртүрлі тасымалдағышқа (Al₂O₃,SiO₂,5А және HZSM-5) отырғызылған CuO негізіндегі катализаторлар синтезделді.Тиімді катализатордың оңтайлы құрамы анықталды: сіңдіру әдісімен дайындалған 3мас.%CuO/Al₂O₃ катализаторы, 800°C температурада CO₂ конверсиясы 60,3%, H₂ және CO шығымын сәйкесінше 16,6% және 37,5% құрады.Этанолдың көмірқышқылдық конверсиясы процесінде (ЭКК) әртүрлі мыс мөлшері отырғызылған CuO/Al₂O₃ және CuO/SiO₂ катализаторлары зерттелді. Мыс құрамының оңтайлы мөлшері 10мас.% екені анықталды. Капиллярлы сіңдіру әдісімен синтезделген 10мас.%CuO/Al₂O₃ катализаторы Т=800°C ең жоғары каталитикалық белсенділікті көрсетті (ХCO2 =49%, H₂=17,0%, CO=38,1%),ал solution combustion әдісімен синтезделген 10мас.%CuO/SiO₂ катализаторы 550°C температурада этиленнің шығымы (30,7%) құрады. Синтезделген катализаторлардың физика-химиялық және функционалдық қасиеттері арасындағы өзара байланыс РҚТ,ТБТ-Н2,БЭТ және СЭМ әдістерімен зерттелді.

The main constructive and technical economic indicators (in Russian) : не предусмотрено

The main constructive and technical economic indicators (in Kazakh) : қарастырылмаған

Level of implementation (in Russian) : Внедрение не предполагается

Level of implementation (in Kazakh) : Жүзеге асыру күтілмейді

Efficiency (in Russian) : Эффективность полученных результатов достигается за счет определения сорбционных и каталитических свойств композиционных материалов для улавливания и использования диоксида углерода в качестве сырья для получения синтез-газа.

Efficiency (in Kazakh) : Алынған нәтижелердің тиімділігіне көмірқышқыл газын алу және синтез газды алу үшін шикізат ретінде пайдалану мақсатында композициялық материалдардың сорбциялық және каталитикалық қасиеттерін анықтау арқылы қол жеткізіледі.

Field of application (in Russian) : Нефте-газоперерабатывающие, химические заводы, металлургические, сельское хозяйство, научные институты, университеты и др.

Field of application (in Kazakh) : Мұнай және газ өңдеу зауыттары, химия зауыттары, металлургиялық комбинаттар, ауыл шаруашылығы, ғылыми институттар, университеттер, т.б.