The object of research, development or design (in Russian) : Сорбенты, бифункциональные материалы, силикаты щелочных и щёлочноземельных металлов (Li, Mg и др.), процессы улавливания CO₂, сухой риформинг метана, синтез-газ, катализаторы

The object of research, development or design (in Kazakh) : сорбенттер, бифункционалды материалдар, сілтілік және жер сілтілік металдардың силикаттары (Li, Mg және т.б.), CO₂ ұстау процестері, CH₄ құрғақ риформингі, синтез-газ, катализаторлар

Aim of work (in Russian) : Создание научных основ синтеза бифункциональных материалов на основе силикатов щелочных и щелочноземельных металлов для интегрированного улавливания СО2 и сухого риформинга метана в синтез-газ.

Aim of work (in Kazakh) : Жобаның мақсаты СО2 интегралды түрде ұстау және метанды синтездік газға құрғақ реформизациялау үшін сілтілі және сілтілі жер металдарының силикаттары негізіндегі бифункционалды материалдарды синтездеудің ғылыми негізін жасау болып табылады.

Методы исследования (на русском) : Для получения сорбентов применялись методы капиллярной пропитки оксида кремния и твердофазной реакции с использованием литий- и кальцийсодержащих исходных реагентов. Испытание сорбентов на способность улавливать CO₂ проводилось в проточном режиме при атмосферном давлении с использованием циклов адсорбция–десорбция. Физико-химические свойства синтезированных материалов исследованы методами БЭТ, РФА, сканирующей и просвечивающей электронной микроскопии.

Методы исследования (на казахском) : Сорбенттерді алу үшін кремний диоксидін капиллярлық сіңдіру және литий және кальций құрамдас бастапқы материалдарды пайдаланып қатты фазалы реакция қолданылды. Сорбенттердің CO₂ ұстау қабілеті адсорбциялық-десорбциялық циклдарды қолдана отырып, атмосфералық қысымда ағынды режимде сыналды. Синтезделген материалдардың физика-химиялық қасиеттері БЭТ, рентгенқұрылымдық талдау және сканерлеу және трансмиссиялық электронды микроскопия арқылы зерттелді.

Obtained results and novelty (in Russian) : Разработан научно-обоснованный подход к синтезу композитных сорбентов на основе литий- и кальций-силикатов, включающий методы капиллярной пропитки SiO₂ и твердофазной реакции. Установлено, что выбор метода синтеза и варьирование содержания щелочных и щелочноземельных металлов существенно влияют на формирование ортосиликатных фаз и текстурные характеристики материалов. Определены оптимальные температуры активации: 1000 °С (6 ч) для сорбентов Li₂O/SiO₂ и CaO/SiO₂ и 800–1100 °С для смешанного сорбента Li₂CaSiO₄. Методами БЭТ, СЭМ, ПЭМ и РФА подтверждено формирование фаз Li₄SiO₄, Ca₂SiO₄ и Li₂CaSiO₄ со степенью чистоты 80–95 %, удельная поверхность сорбентов варьируется в диапазоне 20–90 м²/г. СЭМ и ПЭМ показали наличие развитой пористой структуры и кристаллитов размером 10–200 нм. Путём варьирования соотношения литий/кальций оптимизирован состав эффективного смешанного сорбента Li₂CaSiO₄ и разработаны три альтернативные схемы синтеза. Исследование адсорбционной способности в проточном режиме при 1 атм показало, что сорбенты обеспечивают улавливание CO₂ на уровне 36–45 %, при этом сорбент CaO/SiO₂ демонстрирует максимальную ёмкость 44 % при 400 °С. Полученные результаты подтверждают перспективность разработанных материалов для систем улавливания и утилизации CO₂.

Obtained results and novelty (in Kazakh) : Литий және кальций силикаттарына негізделген композиттік сорбенттерді синтездеуге арналған ғылыми негізделген әдіс әзірленді, олар: SiO₂-ді капиллярлық сіңіру әдісі және қатты фазалы реакция әдісі. Синтез әдісін таңдау және сілтілік пен сілтілік-жер металдарының мөлшерін өзгерту ортосиликат фазаларының түзілуіне және материалдардың текстуралық сипаттамаларына елеулі әсер ететіні анықталды. Li₂O/SiO₂ және CaO/SiO₂ сорбенттері үшін тиімді белсендіру температуралары 1000 °C (6 сағ), ал аралас Li₂CaSiO₄ сорбенті үшін 800–1100 °C диапазоны белгіленді. БЭТ, СЭМ, ТЭМ және РҚТ әдістері арқылы Li₄SiO₄, Ca₂SiO₄ және Li₂CaSiO₄ фазаларының 80–95 % тазалық деңгейімен түзілгені расталды, ал сорбенттердің меншікті бетінің ауданы 20–90 м²/г аралығында өзгеретіні көрсетілді. СЭМ және ТЭМ зерттеулері 10–200 нм көлеміндегі кристаллиттері бар дамыған кеуекті құрылымның қалыптасқанын көрсетті. Литий/кальций қатынасын реттеу арқылы тиімді Li₂CaSiO₄ аралас сорбентінің құрамы оңтайландырылып, синтездің үш баламалы сызбасы әзірленді. 1 атм қысымдағы ағындық режимде жүргізілген адсорбциялық қабілетті зерттеу сорбенттердің CO₂-ны 36–45 % деңгейінде ұстай алатынын көрсетті, ал CaO/SiO₂ сорбенті 400 °C температурада ең жоғары сорбциялық сыйымдылықты 44 %көрсетті. Алынған нәтижелер синтезделген материалдардың CO₂-ны ұстау және утилизациялау жүйелерінде қолдануға жарамды бақыланатын құрылымдық сипаттамалары бар жоғары тиімді композиттік сорбенттерді алу мүмкіндігін көрсетеді.

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

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

Level of implementation (in Russian) : не внедрено

Level of implementation (in Kazakh) : енгізілген жоқ

Efficiency (in Russian) : Синтезированные сорбенты продемонстрировали высокую эффективность улавливания CO₂, обеспечивая сорбционную ёмкость 36–45 %.

Efficiency (in Kazakh) : Синтезделген сорбенттердің CO₂-ны ұстау қабілеті жоғары тиімділікті көрсетті және сорбциялық сыйымдылығы 36–45 % мөлшерінде екені анықталды.

Field of application (in Russian) : Область применения результатов проекта: химическая технология, охрана окружающей среды (очистка дымовых газов от СО2).

Field of application (in Kazakh) : Жоба нәтижелерін қолдану аясы: химиялық технология, қоршаған ортаны қорғау (түтін газдарын CO2-ден тазарту).