The object of research, development or design (in Russian) : Катализаторы на основе кобальта, используемые при конверсий синтез-газа

The object of research, development or design (in Kazakh) : Синтез газ айналымында қолданылатын кобальт құрамды катализаторлар

Aim of work (in Russian) : Разработка кобальт содержащих модифицированных катализаторов с высокой площадью поверхности и селективностью, которые могут быть использованы в качестве эффективных катализаторов в конверсии синтез-газа, а также изучение некоторых физико-химических свойств.

Aim of work (in Kazakh) : Синтез-газ айналымында тиімді катализатор ретінде қолдануға болатын дамыған беттік ауданға ие, талғамды, кобальт құрамды модификацияланған катализаторларды әзірлеу және кейбір физика-химиялық қасиетерін зерттеу.

Методы исследования (на русском) : В ходе обзора литературы были проанализированы исследования, опубликованные в 2015–2025 годах в отечественных изданиях, а также в научных базах данных Scopus, Web of Science, ScienceDirect, SpringerLink и ResearchGate. На основе отобранных данных применялся метод сравнительного анализа, с помощью которого систематически рассмотрено влияние различных носителей (Al₂O₃, SiO₂, TiO₂, CeO₂, ZrO₂ и др.) на каталитические свойства кобальтсодержащих катализаторов. Кроме того, были определены новые направления модификации катализаторов и современные методы их синтеза, развивающиеся в последние годы. Для исследования свойств синтезированных образцов катализаторов будут использоватся современные физико-химические методы: метод Брунауэра–Эмметта–Теллера (БЭТ) — для определения удельной поверхности образцов по физической адсорбции азота при температуре жидкого азота; метод рентгенофазового анализа (РФА) — для исследования фазового состава катализаторов; метод температурно-программируемого восстановления водородом (H₂–ТПВ) — для определения восстановительной способности активных металлических компонентов. Каталитические свойства катализаторов в реакции конверсии синтез-газа будут исследоваться в проточном реакторе с хроматографическим анализом продуктов.

Методы исследования (на казахском) : Әдебиеттерге шолу барысында Scopus, Web of Science, ScienceDirect, SpringerLink және ResearchGate сияқты ғылыми деректер базаларындағы және отандық басылымдардағы соңғы 2015–2025 жылдар аралығында жарияланған зерттеу еңбектері талданды. Іріктелген деректер негізінде салыстырмалы талдау әдісі қолданылып, кобальт құрамды катализаторлардың катализдік қасиеттеріне әртүрлі тасымалдағыштардың (Al₂O₃, SiO₂, TiO₂, CeO₂, ZrO₂ және т.б.) әсері жүйелі түрде қарастырылды. Сонымен қатар соңғы жылдардағы катализаторларды модификациялаудың жаңа бағыттары мен синтездеу тәсілдері анықталды. Синтезделген катализатор үлгілерінің қасиетерін зерттеу үшін заманауи физика-химиялық әдістер қолданылады: Брунауэр–Эммет–Теллер (БЭТ) әдісі – сұйық азот температурасында азоттың физикалық адсорбциясы арқылы үлгілердің меншікті бет ауданы анықталады; рентгендік фазалық талдау (РФТ) әдісімен үлгілердің фазалық құрамы зерттеледі. Сутегімен температуралық бағдарламаланған тотықсыздандыру (H₂–ТБТ) әдісімен үлгілердегі белсенді металдардың тотықсыздану қабілеті анықталады. Катализаторлардың синтез-газ конверсиясы реакциясындағы катализдік қасиеттері өнімдерді хроматографиялық талдау арқылы ағынды реакторда жүргізіледі.

Obtained results and novelty (in Russian) : В соответствии с темой исследования был проведён всесторонний обзор отечественной и зарубежной научно-технической литературы, посвящённой структурным, морфологическим и текстурным свойствам кобальтсодержащих катализаторов. В результате литературного анализа были выявлены структурные и фазовые особенности катализаторов, эффективных для процессов конверсии синтез-газа и получения высших спиртов. В ходе проведённого исследования методом совместного осаждения в гидротермальных условиях были синтезированы три образца кобальтсодержащих катализаторов при различных соотношениях лантана и кобальта. Для изучения структурных, морфологических и каталитических свойств полученные образцы были подготовлены к физико-химическому анализу.

Obtained results and novelty (in Kazakh) : Зерттеу тақырыбына сәйкес кобальт құрамды катализаторлардың құрылымдық, морфологиялық, текстуралық қасиеттері бойынша отандық және шетелдік ғылыми-техникалық әдебиеттерге жан-жақты шолу жасалды. Әдеби талдау нәтижесінде синтез-газдың конверсиясы және жоғары спирттер алу үдерістерінде қолдануға тиімді катализаторлардың құрылымдық және фазалық ерекшеліктері айқындалды. Жүргізілген зерттеу барысында гидротермалды жағдайда бірге тұндыру әдісімен кобальт құрамды катализаторлардың үш үлгісі лантан мен кобальттың әр түрлі ара қатынасында синтезделіп алынды. Алынған үлгілердің құрылымдық, морфологиялық және каталитикалық қасиеттерін зерттеу мақсатында үлгілер физика-химиялық талдауға дайындалды.

The main constructive and technical economic indicators (in Russian) : Исследовательская работа была направлена на совершенствование технологии получения кобальтсодержащих катализаторов, предназначенных для использования в процессе конверсии синтез-газа (CO + H₂). В результате анализа литературных источников были выявлены эффективные способы оптимизации структурных и фазовых характеристик катализаторов. Методом соосаждения в гидротермальных условиях при различных мольных соотношениях лантана и кобальта были синтезированы три образца кобальтсодержащих катализаторов. Предложенный гидротермальный метод синтеза отличается простотой, экологической безопасностью и низкими энергетическими затратами. Физико-химические свойства полученных образцов будут исследованы на последующих этапах, что позволит оценить их каталитическую активность и стабильность.

The main constructive and technical economic indicators (in Kazakh) : Зерттеу жұмысы синтез-газды (CO + H₂) конверсиялау процесінде қолдануға арналған кобальт құрамды катализаторларды алу технологиясын жетілдіруге бағытталды. Әдебиеттерге жасалған талдау нәтижесінде катализаторлардың құрылымдық және фазалық ерекшеліктерін оңтайландырудың тиімді тәсілдері айқындалды. Гидротермалды жағдайда бірге тұндыру әдісі арқылы лантан мен кобальттың әртүрлі молярлық қатынаста кобальт құрамды катализатордың үш үлгісі синтезделіп алынды. Ұсынылған гидротермалды синтездеу әдісі қарапайым экологиялық қауіпсіз және төмен энергеия шығынымен ерекшеленеді. Алынған үлгілердің физика-химиялық қасиеттері алдағы кезеңде зерттеледі, бұл олардың каталитикалық белсенділігі мен тұрақтылығын бағалауға мүмкіндік береді.

Level of implementation (in Russian) : Проект был подан как фундаментальное исследование, и внедрение не запланировано

Level of implementation (in Kazakh) : Жоба іргелі зерттеу ретінде ұсынылғандықтан, оны өндірістік деңгейде енгізу жоспарланбаған

Efficiency (in Russian) : Применение кобальтсодержащих катализаторов в конверсии синтез-газа повышает производительность процесса и позволяет эффективно контролировать селективное образование углеводородов. Высокая каталитическая активность кобальта способствует оптимизации термодинамических и кинетических параметров реакции, что обеспечивает снижение энергозатрат.

Efficiency (in Kazakh) : Синтез-газды конверсиялауда кобальт құрамды катализаторларды қолдану процесс өнімділігін арттырып, көмірсутектердің талғамды түзілуін тиімді басқарады. Кобальттың жоғары каталитикалық белсенділігі реакцияның термодинамикалық және кинетикалық параметрлерін оңтайландырып, энергия шығынын азайтуға мүмкіндік береді.

Field of application (in Russian) : Изучение влияния методов синтеза и химического состава на структурные, текстурные и поверхностные свойства катализаторов, а также установление взаимосвязи между физико-химическими характеристиками катализаторов и их каталитическими свойствами внесёт значительный вклад в развитие процесса синтеза Фишер-Тропша.

Field of application (in Kazakh) : Катализатордың құрылымдық, текстуралық және беттік қасиеттеріне синтездеу әдістері мен химиялық құрамының әсерін зерттеу және катализаторлардың физикалық-химиялық сипаттамалары мен олардың каталитикалық қасиеттері арасындағы байланысты орнату, Фишер-Тропш синтезі процесінің дамуына айтарлықтай үлес қосады.