The object of research, development or design (in Russian) : Объектом исследования являются отходы растительной биомассы – кукурузные початки, виноградные косточки, H3PO4 в качестве химического активатора и активированные угли на их основе, а также процессы сорбции СО2, N2 и CH4.

The object of research, development or design (in Kazakh) : Зерттеу объектісі – өсімдік биомассасының қалдықтары – жүгері собықтары, жүзім тұқымдары, Н3PO4 химиялық активатор ретінде және олардың негізіндегі белсендірілген көмір, сондай-ақ СО2, N2 және CH4 сорбция процестері.

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 и CH4-ды ұстау және бөлу үшін физикалық және химиялық активация әдістерін қолдана отырып, дамыған микрокеуекті беттік құрылымы бар өсімдік биомассасының қалдықтарынан белсендірілген көмірді дайындау.

Методы исследования (на русском) : В рамках проекта методом химической активации с использованием в качестве химического активатора H3PO4 были получены активированные угли из кукурузных початков и виноградных 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) : Жобаның шеңберінде химиялық активатор ретінде H3PO4 қолдану арқылы химиялық активация әдісін қолдану арқылы жүгері собықтары мен жүзім тұқымдарынан белсендірілген көмір алынды, оларға жоғары меншікті беттік аудан мен кеуектілік тән. Алынған белсендірілген көмірдің құрамын, құрылымын, физика-химиялық сипаттамаларын анықтау үшін әртүрлі физика-химиялық әдістер қолданылды: БЭТ, сканерлеуші электрондық микроскопия, рентгендік дифракциялық спектроскопия (XRD), Раман спектрометриясы, рентгендік флуоресценциялық талдау және т.б.

Obtained results and novelty (in Russian) : Проведено измельчение отходов растительной биомассы до фракции 2-3 мм. В качестве химического активатора использовали 70 % H3PO4. Сначала отходы растительной биомассы обрабатывали химическим активатором при комнатной температуре в течение 3 часов при массовом соотношении 1:1. Затем сырье карбонизировали в потоке инертного газа аргона при температуре 800 °С в течении 1 часа. После карбонизации активированные угли промывали дистиллированной водой до нейтрального значения pH и сушили при 100 – 150 °C. Удельная поверхность полученных активированных углей составила 1678 м2/г и 1968 м2/г. Определены физико-химические свойства полученных активированных углей такими методами как: СЭМ, Раман спектрометрия, XRD, рентгенофлуоресцентный анализ. Снимки СЭМ показывают более грубую текстуру поверхности со смешанной структурой пор, объединяющей как мелкие поры, так и более крупные полости. Раман спектры раскрывают структурные характеристики активированных углей на основе кукурузных початков и виноградных косточек, полученных методом химической активации. Спектры демонстрируют два выраженных пика, характерных для углеродных материалов. XRD активированных углей на основе кукурузных початков и виноградных косточек, полученных методом химической активации, демонстрируют широкие, размытые максимумы без острых пиков, что характерно для аморфных материалов. Содержание углерода в полученных активированных углях составляет 95,0 % и 92,5 %.

Obtained results and novelty (in Kazakh) : Өсімдік биомассасының қалдықтары 2-3 мм-ге дейін ұсақталды. Химиялық активатор ретінде 70% H3PO4 пайдаланылды. Алдымен өсімдік биомассасының қалдықтары химиялық активатормен бөлме температурасында 1:1 массалық қатынаста 3 сағат бойы өңделді. Содан кейін шикізат инертті аргон газының ағынында 800 ° C температурада 1 сағат бойы карбонизацияланды. Карбонизациядан кейін белсендірілген көмір бейтарап рН мәніне дейін дистилденген сумен жуылды және 100 – 150 °C температурада кептірілді. Алынған белсендірілген көмірдің меншікті бетінің ауданы 1678 м2/г және 1968 м2/г болды. Алынған белсендірілген көмірдің физика-химиялық қасиеттері келесі әдістермен анықталды: СЭМ, Раман спектрометриясы, XRD, рентгендік флуоресценттік талдау. SEM кескіндері шағын кеуектерді де, үлкен қуыстарды да біріктіретін аралас кеуекті құрылымы бар өрескел бет құрылымын көрсетеді. Раман спектрлері химиялық активация арқылы алынған жүгері собықтары мен жүзім тұқымдарына негізделген белсендірілген көмірдің құрылымдық сипаттамаларын ашады. Спектрлер көміртекті материалдарға тән екі айқын шыңды көрсетеді. Химиялық активация арқылы алынған жүгері собықтары мен жүзім тұқымдарына негізделген белсендірілген көмірдің XRD аморфты материалдарға тән өткір шыңдары жоқ кең, бұлыңғыр максимумдарды көрсетеді. Алынған белсендірілген көмірдегі көміртегінің мөлшері 95,0 % және 92,5 % құрайды.

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 получены 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 жүзеге асыру барысында белсендірілген көмір Қазақстан Республикасының өсімдік шикізатының қалдықтарынан физикалық және химиялық активация әдістерін қолдана отырып алынады, бұл кеңінен қолданылатын белсендірілген көмірді үнемді және қол жетімдіге ауыстыруға мүмкіндік береді. Активаторды таңдау белсендірілген көмірдің бетінде микрокеуекті құрылымды дамыту мақсатында физикалық-химиялық активацияны жүзеге асыру үшін жүргізіледі. Алынған белсендірілген көмірдің 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 слабое 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 зерттеу жұмысы физикалық және химиялық активация әдістерін қолдана отырып өсімдік биомассасының қалдықтарынан микрокеуекті белсендірілген көмірді алуға және алынған белсендірілген көмірді газ-ауа ортасынан СО2, N2 және CH4 -ды ұстау және бөлу кезінде сынауға бағытталған. Қазақстан ауыл шаруашылығын дамытуда жетекші орын алады, 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 мәселе болып табылады. Алынған белсендірілген көмір 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 көмір зиянды газ шығарындыларынан газ-ауа ортасын тазартуда және СО2, N2 және CH4 -ды ұстауда, бөлуде және сақтауда қолданылады. Алынған белсендірілген көмірдің мақсатты тұтынушысы Қазақстан Республикасының өнеркәсіп секторы болады.