The object of research, development or design (in Russian) : Объектом исследования являются интерполимерные системы, созданные на основе полиакриловой кислоты (ПАК) и поли-4-винилпиридина (П4ВП); поли(метакриловой кислоты) (ПМАК) и поли-4-винилпиридина (П4ВП), КУ 2-8 и поли-4-винилпиридина (П4ВП) применяемые для сорбции ионов рения из модельных водных растворов. Также объектом исследования является влияние молярных соотношений компонентов этих систем на эффективность сорбции. В работе акцент сделан на изучении сорбционных свойств данных систем, их способности эффективно извлекать ионы рения, а также на исследовании взаимодействия ионов рения с полимерными компонентами. В процессе работы также изучались физико-химические закономерности сорбции, такие как внутричастичная диффузия, и оценивалась устойчивость сорбентов через десорбционные эксперименты. Кроме того, в исследовании рассматривается сорбция рения в присутствии примесных элементов, таких как молибден, который часто встречается в отходах медных производств. Взаимодействие рения и молибдена с интерполимерными системами исследуется при различных молярных соотношениях компонентов, таких как ПАК:П4ВП, ПМАК:П4ВП, КУ 2-8: П4ВП. Исследования включают оценку сорбционной активности, кинетики, изотерм сорбции и десорбции. Проводится сравнительный анализ результатов, полученных для одноионных систем и многокомпонентных растворов, что позволяет более точно предсказать поведение систем в реальных гидрометаллургических условиях.

The object of research, development or design (in Kazakh) : Зерттеу модельдік сулы ерітінділерден рений иондарын сорбциялау үшін қолданылатын полиакрил қышқылы (ПАҚ) және поли-4-винилпиридин (П4ВП), поли(метакрил қышқылы) (ПМАҚ) және поли-4-винилпиридин (П4ВП), КУ 2-8 және поли-4-винилпиридин (П4ВП) негізіндегі интерполимерлі жүйелерге бағытталған. Осы жүйелердің компоненттерінің молярлық қатынасының сорбция тиімділігіне әсері де зерттеледі. Жұмыс осы жүйелердің сорбциялық қасиеттеріне, олардың рений иондарын тиімді бөліп алу қабілетіне және рений иондарының полимер компоненттерімен әрекеттесуіне бағытталған. Бөлшек ішілік диффузия сияқты физикалық-химиялық сорбциялық қасиеттері де зерттеліп, сорбенттердің тұрақтылығы десорбциялық тәжірибелер арқылы бағаланды. Сонымен қатар, қағаз мыс өндірісінің қалдықтарында жиі кездесетін молибден сияқты қоспа элементтерінің қатысуымен рений сорбциясын зерттейді. Рений мен молибденнің интерполимерлі жүйелермен әрекеттесуі ПАҚ:П4ВП және ПМАҚ:П4ВП және КУ-8:П4ВП сияқты компоненттердің әртүрлі молярлық қатынасында зерттеледі. Зерттеулер сорбция белсенділігін, кинетикасын, сорбция мен десорбция изотермаларын бағалауды қамтиды. Нақты гидрометаллургиялық жағдайларда жүйелердің әрекетін дәлірек болжауға мүмкіндік беретін бір ионды жүйелер мен көпкомпонентті ерітінділер үшін алынған нәтижелердің салыстырмалы талдауы жүргізіледі.

Aim of work (in Russian) : Целью настоящего исследования является разработка и изучение интерполимерных систем на основе полиакриловой кислоты (ПАК) и поли-4-винилпиридина (П4ВП), поли(метакриловой кислоты) (ПМАК) и поли-4-винилпиридина (П4ВП), КУ 2-8 и поли-4-винилпиридина (П4ВП) для сорбции ионов рения из водных растворов. Задача работы — оценить эффективность этих систем в извлечении рения, а также исследовать влияние молярных соотношений компонентов интерполимерных систем на сорбционные характеристики. Важно также понять физико-химические закономерности сорбции рения в присутствии молибдена, что актуально для использования данных систем в реальных гидрометаллургических процессах. Для достижения цели использовались различные экспериментальные методы, такие как измерение кинетики сорбции, изотермические эксперименты, анализ СЭМ, ИК-спектроскопия, термогравиметрия и дифференциальный термоанализ. Результаты работы могут быть полезны для разработки новых технологий извлечения рения и молибдена из многокомпонентных растворов, в том числе из промышленных отходов, что имеет практическое значение для гидрометаллургической и перерабатывающей промышленности.

Aim of work (in Kazakh) : Бұл зерттеудің мақсаты рений иондарын сулы ерітінділерден сорбциялау үшін полиакрил қышқылы (ПАҚ) және поли-4-винилпиридин (П4ВП), поли(метакрил қышқылы) (ПМАҚ) және поли-4-винилпиридин (П4ВП), КУ 2-8 және поли-4-винилпиридин (П4ВП) негізіндегі интерполимерлі жүйелерді әзірлеу және сипаттау болып табылады. Зерттеудің мақсаты ренийді экстракциялауда осы жүйелердің тиімділігін бағалау және интерполимерлі жүйе компоненттерінің молярлық қатынасының сорбциялық сипаттамаларға әсерін зерттеу болып табылады. Сондай-ақ молибденнің қатысуымен рений сорбциясының физика-химиялық механизмдерін түсіну маңызды, бұл нақты гидрометаллургиялық процестерде осы жүйелерді қолдану үшін өзекті болып табылады. Бұл мақсатқа жету үшін сорбциялық кинетиканы өлшеу, изотермиялық тәжірибелер, SEM талдау, ИҚ-спектроскопия, термогравиметрия және дифференциалды термиялық талдау сияқты әртүрлі эксперименттік әдістер қолданылды. Зерттеу нәтижелері гидрометаллургиялық және өңдеуші өнеркәсіптер үшін практикалық маңызы бар көпкомпонентті ерітінділерден, соның ішінде өндірістік қалдықтардан рений мен молибденді алудың жаңа технологияларын әзірлеу үшін пайдалы болуы мүмкін.

Методы исследования (на русском) : Для исследования сорбции рения использовались различные методы, включая кинетические и изотермические эксперименты, а также структурно-физические методы анализа, такие как сканирующая электронная микроскопия (СЭМ), ИК-спектроскопия и термогравиметрия (TGA/DSC). Кинетика сорбции исследовалась на основе моделей, таких как модель псевдопервого и псевдовторого порядка, а также модель внутричастичной диффузии (IDP), что позволило оценить основные механизмы сорбции и динамику изменения концентрации ионов рения в растворе. Изотермические эксперименты проводились с целью построения сорбционных изотерм и определения коэффициента сорбции. Для изучения структуры и морфологии полимерных сорбентов применялась СЭМ, что позволило визуализировать изменения поверхности гидрогелей до и после сорбции рения. Дополнительно использовалась ИК-спектроскопия для выявления функциональных групп, вовлеченных в связывание ионов рения. Термогравиметрический анализ (TGA) и дифференциальный термоанализ (DSC) использовались для оценки термостойкости материалов и изучения изменений, происходящих в полимерной матрице после сорбции. Элементы в составе полимеров и их взаимодействие с ионами рения и молибдена анализировались с помощью ЭДС.

Методы исследования (на казахском) : Рений сорбциясын зерттеу үшін әртүрлі әдістер, соның ішінде кинетикалық және изотермиялық тәжірибелер, сондай-ақ сканерлеуші электрондық микроскопия (SEM), ИҚ-спектроскопия және термогравиметрия (TGA/DSC) сияқты құрылымдық және физикалық талдау әдістері қолданылды. Сорбция кинетикасы псевдо-бірінші және псевдо-екінші ретті модельдер, сондай-ақ негізгі сорбция механизмдерін және ерітіндідегі рений иондарының концентрациясының өзгеру динамикасын бағалауға мүмкіндік беретін интрабөлшектік диффузия (IDP) моделі сияқты модельдер арқылы зерттелді. Сорбция изотермаларын құру және сорбция коэффициентін анықтау үшін изотермиялық тәжірибелер жүргізілді. SEM полимер сорбенттерінің құрылымы мен морфологиясын зерттеу үшін пайдаланылды, бұл рений сорбциясына дейін және кейін гидрогельдердің бетіндегі өзгерістерді визуализациялауға мүмкіндік береді. Рений иондарының байланысуына қатысатын функционалдық топтарды анықтау үшін ИК-спектроскопия қосымша қолданылды. Термогравиметриялық талдау (TGA) және дифференциалды термиялық талдау (DSC) материалдардың термиялық тұрақтылығын бағалау және сорбциядан кейін полимер матрицасында болатын өзгерістерді зерттеу үшін пайдаланылды. Полимердің құрамындағы элементтер және олардың рений және молибден иондарымен әрекеттесуі ЭСҚ көмегімен талданды.

Obtained results and novelty (in Russian) : Впервые для линейного P4VP, сшитого ECH в DMF/NaOH, обоснован и экспериментально верифицирован маршрут сшивки через β-гидроксипропильные мостики N⁺–CH₂–CH(OH)–CH₂–N⁺ (ИК-маркеры O–H ~3400 см⁻¹, C–O ~1060 см⁻¹; отсутствие эпоксидных полос ~910–830 см⁻¹). Показана связь «механизм сшивки → структура сети → сорбционные свойства»: увеличение доли N⁺-мостов приводит к устойчивой фиксации ReO₄⁻ при сохранении избирательности в присутствии MoO₄²⁻. Выявлены оптимальные стехиометрии интерполимерной системы ПМАК:П4ВП (2:4 и 3:3), обеспечивающие максимум извлечения рения в многокомпонентных растворах без перехода к наноламинатам/дорогостоящим структурам. Предложен и подтверждён двойной механизм удержания оксианионов: внешний электростатический ион на центрах P4VP–N⁺ + H-связывание (β-OH мостика и –COOH ПМАК в кислой среде); показано, как pH управляет и оказывает влияние на распределение и форму существования Re(VII)/Mo(VI). Введена DFT-связка критериев реакционной способности (пониженный ΔE_gap для композиций с балансом –COOH/пиридина) с наблюдаемой селективностью к ReO₄⁻. Установлена морфология–транспорт–селективность: для состава 2:4 показана пористая сетка (0,3–0,8 мкм), ускоряющая диффузию и формирование устойчивых комплексов рения. Демонстрирована практическая устойчивость: ≥3 циклов сорбции/десорбции при сохранении ~90% ёмкости и рост термостабильности (ΔT_onset ≈ +30 °C после сорбции Re).

Obtained results and novelty (in Kazakh) : Алғаш рет β-гидроксипропил көпірлері N⁺–CH₂–CH(OH)–CH₂–N⁺ арқылы көлденең байланыс жолы (ИК маркерлері O–H ~3400 см⁻¹, C–O ~1060 см⁻¹; эпоксидті жолақтардың болмауы ~910–830 см⁻¹) DMF/NaOH-та ECH-пен көлденең байланысқан сызықтық P4VP үшін негізделді және эксперименталды түрде тексерілді. «Кросс-байланыстыру механизмі →желілік құрылым → сорбциялық қасиеттер» қатынасы көрсетілген: N⁺-көпірлер үлесінің артуы MoO₄²⁻ болған кезде селективтілікті сақтай отырып, ReO₄⁻ тұрақты бекітілуіне әкеледі. PMAA:P4VP жүйесінің оңтайлы стехиометриялары (2:4 және 3:3) анықталды, бұл наноламинаттарға/қымбат құрылымдарға жүгінбей-ақ көп компонентті ерітінділерде ренийдің максималды қалпына келуін қамтамасыз етеді. Оксианионды ұстап тұрудың қос механизмі ұсынылды және расталды: P4VP–N⁺ орындарындағы сыртқы электростатикалық ион + H-байланыс (қышқыл ортада PMAA көпірінің β-OH және –COOH); рН Re(VII)/Mo(VI) таралуын қалай басқаратыны және оған қалай әсер ететіні көрсетілді. Реактивтілік критерийлері (–COOH/пиридин балансы бар құрамдар үшін ΔE_аралықтың төмендеуі) мен ReO₄⁻-қа байқалған селективтілік арасында DFT байланысы енгізілді. Морфология-тасымалдау-селективтілік байланысы белгіленді: 2:4 құрам үшін диффузияны және тұрақты рений кешендерінің түзілуін жеделдететін кеуекті желі (0,3–0,8 мкм) көрсетілді. Тәжірибелік тұрақтылық көрсетілді: ~90% сыйымдылықты ұстап тұру және термиялық тұрақтылықтың жоғарылауымен ≥3 сорбция/десорбция циклдары (Resorbtion-дан кейін ΔT_басталуы ≈ +30 °C).

The main constructive and technical economic indicators (in Russian) : Основными конструктивными и технико-экономическими показателями являются эффективность сорбции ионов рения, устойчивость и обратимость сорбционного процесса, а также возможность регенерации полимерных сорбентов. Используемые интерполимерные системы показывают высокую сорбционную активность при оптимальных молярных соотношениях компонентов, таких как 2:4 и 3:3. Эти системы продемонстрировали высокую степень селективности к ионам рения, что подтверждается значительными значениями коэффициента сорбции и селективности (η). Экономически выгодным является использование этих систем для извлечения рения из промышленных растворов, таких как отходы медных производств, что может снизить затраты на очистку таких растворов. Регенерация сорбентов, а также возможность их многократного использования, является дополнительным преимуществом для снижения эксплуатационных расходов в процессе очистки и утилизации редких и стратегических металлов.

The main constructive and technical economic indicators (in Kazakh) : Негізгі конструкторлық және техникалық-экономикалық көрсеткіштерге рений иондарын сорбциялау тиімділігі, сорбция процесінің тұрақтылығы мен қайтымдылығы, полимер сорбенттерінің регенерациялануы жатады. Қолданылатын интерполимерлі жүйелер 2:4 және 3:3 сияқты оңтайлы құрамдас молярлық қатынаста жоғары сорбциялық белсенділікті көрсетеді. Бұл жүйелер рений иондары үшін селективтіліктің жоғары дәрежесін көрсетті, бұл маңызды сорбция коэффициенті мен селективтілік (η) мәндерімен дәлелденді. Бұл жүйелер мыс өндірісінің қалдықтары сияқты өнеркәсіптік ерітінділерден рений алу үшін экономикалық тұрғыдан тиімді, бұл мұндай ерітінділерді тазарту құнын төмендетуге мүмкіндік береді. Сорбенттерді регенерациялау, сондай-ақ оларды қайталап пайдалану мүмкіндігі сирек және стратегиялық металдарды тазарту және қайта өңдеу кезіндегі операциялық шығындарды азайтудың қосымша артықшылығы болып табылады.

Level of implementation (in Russian) : Этот проект является фундаментальным и находится на стадии изучения. В настоящее время проведены экспериментальные исследования и теоретические расчеты, подтверждающие высокую эффективность интерполимерных систем для сорбции рения. Однако для полноценного внедрения необходимо продолжить тестирование этих систем в многокомпонентных растворах, включая реальные промышленные отходы. Эти исследования помогут подтвердить их применимость для очистки и утилизации редких металлов из промышленных растворов.

Level of implementation (in Kazakh) : Бұл жоба іргелі болып табылады және қазір зерттелу үстінде. Рений сорбциясы үшін интерполимерлік жүйелердің жоғары тиімділігін растайтын тәжірибелік зерттеулер мен теориялық есептеулер жүргізілді. Дегенмен, толық енгізу үшін бұл жүйелерді көпкомпонентті шешімдерде, соның ішінде нақты өндірістік қалдықтарда одан әрі сынау қажет. Бұл зерттеулер сирек металдарды өнеркәсіптік ерітінділерден тазарту және қайта өңдеу үшін олардың қолданылуын растауға көмектеседі.

Efficiency (in Russian) : Эффективность разработанных интерполимерных систем для сорбции рения из модельных растворов была подтверждена высокими значениями сорбционной эффективности η, достигающими 91.67% и 87.12% для систем с молярными соотношениями 2:4 и 3:3. Это делает эти системы перспективными для извлечения рения из промышленных растворов. Система продемонстрировала хорошую селективность к ионам рения в присутствии молибдена, что подтверждает их применимость для очистки многокомпонентных растворов. Высокая эффективность и обратимость сорбционного процесса позволяют использовать эти системы в циклических процессах очистки и утилизации редких металлов, что повышает их экономическую привлекательность.

Efficiency (in Kazakh) : Модельдік ерітінділерден ренийді сорбциялау үшін жасалған интерполимерлік жүйелердің тиімділігі молярлық қатынасы 2:4 және 3:3 жүйелер үшін 91,67% және 87,12% жеткен сорбциялық тиімділік мәндері (η) арқылы расталды. Бұл бұл жүйелерді өнеркәсіптік ерітінділерден рений алу үшін перспективалы етеді. Жүйе молибденнің қатысуымен рений иондарының жақсы селективтілігін көрсетті, бұл олардың көпкомпонентті ерітінділерді тазарту үшін қолданылуын растады. Сорбциялық процестің жоғары тиімділігі мен қайтымдылығы бұл жүйелерді сирек металдарды тазарту және қайта өңдеу үшін циклдік процестерде қолдануға, олардың экономикалық тартымдылығын арттыруға мүмкіндік береді.

Field of application (in Russian) : Разработанные интерполимерные системы могут быть использованы для извлечения ионов рения и молибдена из многокомпонентных растворов, включая отходы медных производств и другие гидрометаллургические растворы. Эти системы также могут быть применены в экологически чистых технологиях для очистки водных ресурсов от вредных металлов и улучшения процесса переработки редких металлов в промышленности. Возможность регенерации сорбентов делает эти системы перспективными для широкого применения в реальных условиях, таких как в очистке сточных вод, а также в химической и металлургической промышленности для извлечения редких и стратегических металлов из отходов.

Field of application (in Kazakh) : Жасалған интерполимерлі жүйелер көпкомпонентті ерітінділерден, соның ішінде мыс өндірісінің қалдықтарынан және басқа да гидрометаллургиялық ерітінділерден рений және молибден иондарын алу үшін пайдаланылуы мүмкін. Бұл жүйелер су ресурстарын зиянды металдардан тазарту және өнеркәсіпте сирек металдарды қайта өңдеу процестерін жақсарту үшін экологиялық таза технологияларда да қолданылуы мүмкін. Сорбенттерді регенерациялау мүмкіндігі бұл жүйелерді ағынды суларды тазарту сияқты нақты жағдайларда, сондай-ақ қалдықтардан сирек және стратегиялық металдарды алу үшін химия және металлургия өнеркәсібінде кеңінен қолдану үшін перспективалы етеді.