Inventory number IRN Number of state registration
0225РК00992 AP19176326-OT-25 0123РК00523
Document type Terms of distribution Availability of implementation
Заключительный Gratis Number of implementation: 0
Not implemented
Publications
Native publications: 0
International publications: 1 Publications Web of science: 1 Publications Scopus: 1
Number of books Appendicies Sources
1 3 23
Total number of pages Patents Illustrations
55 0 17
Amount of funding Code of the program Table
8000000 AP19176326 10
Name of work
Синтез и применение микропористых мембран из углеродного графена
Report title
Type of work Source of funding The product offerred for implementation
Fundamental Материалы
Report authors
Сейтжанова Макпал Азизовна , Азат Сейтхан ,
0
0
0
0
Customer МНВО РК
Information on the executing organization
Short name of the ministry (establishment) МНВО РК
Full name of the service recipient
Некоммерческое акционерное общество "Казахский национальный университет имени аль-Фараби"
Abbreviated name of the service recipient НАО "КазНУ им. аль-Фараби"
Abstract

Объектом исследования являются микропористые мембраны на основе углеродного графена, изучение их структуры и свойств, а также возможностей их применения в процессах очистки и опреснения воды.

Зерттеу объектісі – көміртекті графен негізінде алынған микрокеуекті мембраналар, олардың құрылымы мен қасиеттерін зерттеу, сондай-ақ су тазарту және десалинизация үдерістерінде қолдану мүмкіндіктері.

Целью исследования является синтез наноматериалов из сельскохозяйственных отходов, таких как рисовая шелуха, путем термохимической активации и изготовление из них мембран/фильтров для использования в очистке воды.

Зерттеу мақсаты – күріш қауызы сияқты ауылшаруашылық қалдықтарынан наноматериалдарды термохимиялық активтендіру жолымен синтездеу және олардан мембраналар/сүзгілер даярлап, суды тазартуда қолдану.

Физико-химические и сорбционные свойства наноматериалов изучались методами СЭМ, рамановской спектроскопии, БЭТ и ТЭМ.

Наноматериалдардың физика-химиялық және сорбциялық қасиеттері СЭМ, Раман спектроскопиясы, БЭТ, ТЭМ әдістері арқылы зерттелді.

В результате исследования были синтезированы графеновые материалы из сельскохозяйственных отходов (абрикосовых косточек, рисовой шелухи, скорлупы грецкого ореха). Установлено, что в процессе карбонизации и активации образуется смесь графеновых слоев и аморфного углерода. При оптимальном соотношении (1:5) доля графена увеличивается, а количество слоев сохраняется на уровне 4–5 (IG/I²D = 1,56 ± 0,10). Полученные материалы характеризуются высокой пористостью (

Зерттеу нәтижесінде ауыл шаруашылығы қалдықтарынан (өрік сүйегі, күріш қауызы, жаңғақ қабығы) графен материалдары синтезделді. Көміртектендіру және активтендіру процестері графен қабаттары мен аморфты көміртектің қоспасын түзетіні анықталды. Оптималды қатынас (1:5) кезінде графеннің үлесі артты, ал қабаттар саны 4–5 деңгейінде қалды (IG/I2D = 1.56 ± 0.10). Алынған материалдардың жоғары кеуектілігі (

В рамках проекта были синтезированы микропористые мембраны на основе углеродного графена и улучшены их структурные и фильтрационные характеристики. Пористость полученных мембран составила 0,5–2 нм, а площадь поверхности – около 2000–2800 м²/г. Эффективность фильтрации составила 95–99%, а степень отделения солей – до 98%. С технико-экономической точки зрения производство графена из биомассы (абрикосовых косточек, рисовой шелухи, скорлупы грецкого ореха) обеспечивает дешевизну сырья и экологическую безопасность. Себестоимость производства на 30–40% ниже, чем при традиционных методах получения графена, а срок службы мембран оценивается не менее 2 лет.

Жоба аясында көміртекті графен негізінде микрокеуекті мембраналар синтезделіп, олардың құрылымдық және сүзгілік сипаттамалары жетілдірілді. Алынған мембраналардың кеуектілік деңгейі 0,5–2 нм аралығында, беткі ауданы 2000–2800 м²/г шамасында болды. Сүзу тиімділігі – 95–99%, тұздарды бөлу дәрежесі – 98% дейін. Технико-экономикалық тұрғыдан, графенді биомассадан (өрік сүйегі, күріш қауызы, жаңғақ қабығы) алу шикізаттың арзандығы мен экологиялық қауіпсіздігін қамтамасыз етеді. Өндіріс құны дәстүрлі графен алу әдістерімен салыстырғанда 30–40% төмен, ал мембраналардың қызмет ету мерзімі кемінде 2 жыл деп есептелді.

Разработанные микропористые мембраны из углеродного графена прошли лабораторное испытание и показали хорошие результаты. Технология используется в научных исследованиях и учебном процессе, а также рассматривается для дальнейшего практического применения.

Көміртекті графеннен алынған микрокеуекті мембраналар зертханалық сынақтан өтіп, жақсы нәтижелер көрсетті. Бұл технология ғылыми зерттеулер мен оқу процесінде қолданылып, әрі қарай тәжірибелік мақсатта пайдалануға ұсынылуда.

Эффективность микропористых мембран, синтезированных из углеродного графена, подтверждена экспериментальными результатами. Мембраны показали высокую селективность, водопроницаемость и механическую прочность при процессах очистки и опреснения воды. Они сохраняют стабильные характеристики в течение длительного времени, не теряя структурной целостности. Полученные показатели свидетельствуют о перспективности использования разработанных материалов в практических установках и о их вкладе в повышение эффективности водоочистных технологий.

Көміртекті графеннен синтезделген микрокеуекті мембраналардың тиімділігі жоғары екені тәжірибе нәтижелерімен дәлелденді. Мембраналар суды тазарту мен тұзсыздандыру үдерістерінде жоғары селективтілікке, су өтімділігіне және механикалық беріктікке ие екені анықталды. Сондай-ақ олар ұзақ уақыт бойы тұрақты жұмыс қабілетін сақтап, құрылымдық тұрақтылығын жоғалтпайды. Бұл көрсеткіштер алынған материалдардың практикалық қолдануға лайық және су ресурстарын тиімді пайдалануға мүмкіндік беретінін көрсетеді.

Полученные в результате данного проекта микропористые углеродно-графеновые мембраны могут быть использованы в области водоочистки и опреснения морской воды, фильтрации промышленных сточных вод и разделения растворов в фармацевтической и пищевой промышленности. В целом, результаты проекта могут быть широко использованы в области экологически устойчивого управления водными ресурсами и производства нанотехнологических материалов.

Бұл жоба нәтижесінде алынған микрокеуекті көміртекті графен мембраналары су тазарту және теңіз суын тұщыту, өнеркәсіптік ағын суларды сүзу, фармацевтикалық және тағам өнеркәсібіндегі ерітінділерді бөлу саласында қолдануға болады. Жалпы алғанда, жоба нәтижелері экологиялық тұрақты су ресурстарын басқару және нанотехнологиялық материалдарды өндіру салаларында кеңінен пайдаланылуы мүмкін.

UDC indices
54.052, 54.058
International classifier codes
31.00.00; 31.17.01;
Readiness of the development for implementation
Key words in Russian
графеновая мембрана; микропористость; очистка воды; сорбция; нанотехнология;
Key words in Kazakh
графенді мембрана; микрокеуектілік; суды тазарту; сорбция; нанотехнология;
Head of the organization Ибраимов Маргулан Касенович PhD / ассоцированный профессор
Head of work Сейтжанова Макпал Азизовна PhD / И.о. доцента
Native executive in charge