The object of research, development or design (in Russian) : Объектом исследования являются отходы растительного сырья – кукурузные початки, виноградные косточки, береза, абрикосовые косточки, скорлупа грецкого ореха, сосновые шишки, а также карбонизаты и активированные угли на их основе.

The object of research, development or design (in Kazakh) : Зерттеу нысаны өсімдік шикізатының қалдықтары - жүгері собықтары, жүзім сүйектері, қайың, өрік сүйектері, жаңғақ қабығы, қарағай бүршіктері, сондай-ақ карбонизаттар және олардың негізінде белсендірілген көмір.

Aim of work (in Russian) : Получение активированных углей на основе отходов растительного сырья и их дальнейшее исследование в процессах сорбции благородных и тяжелых металлов из водных сред.

Aim of work (in Kazakh) : Өсімдік шикізатының қалдықтары негізінде белсендірілген көмір алу және оларды сулы ортадан асыл және ауыр металдарды сорбциялау процесі барысында одан әрі зерттеу.

Методы исследования (на русском) : В рамках научно-исследовательской работы методами термической и гидротермальной карбонизации в комбинации с парогазовой активацией получены активированные угли на основе кукурузных початков, виноградных косточек, березы и тд. Методами БЭТ, СЭМ, дифракций рентгеновского излучения, Раман-спектрометрией, рентгенофлуоресцентного анализа изучены основные физико-химические и структурные характеристики полученных активированных углей.

Методы исследования (на казахском) : Ғылыми-зерттеу жұмысының аясында термиялық және гидротермальды карбонизация әдістерімен бу-газды белсендірлеумен бірге жүгері собықтары, жүзім сүйектері, қайың және т.б. негізінде белсендірілген көмірлер алынды. БЭТ, СЭМ, рентгендік дифракция, Раман-спектрометрия, рентгендік флуоресцентті талдау әдістерімен алынған белсендірілген көмірлердің негізгі физика-химиялық және құрылымдық сипаттамалары зерттелді.

Obtained results and novelty (in Russian) : Получены недорогие микропористые активированные угли из отходов растительного сырья термической, гидротермальной карбонизацией и активацией перегретым водяным паром. Подобраны оптимальные температуры термической, гидротермальной карбонизации и активации перегретым водяным паром: термическую карбонизацию проводили при 700°С с выдержкой при данной температуре 1 ч, гидротермальную карбонизацию проводили при 220°С, в среде – H2O, давление – 2МПа, в течении 24 ч., а активацию проводили перегретым водяным паром при 800°С в течении 1 ч. Изучены основные физико-химические и структурные характеристики полученных активированных углей на основе отходов растительного сырья. Удельная поверхность составляла от 251 до 688 м2/г, общий объем пор - от 0,21 до 0,49 см3/г. Микропористость в активированном угле составляла 52,59-89,92%, из которых высокий процент микропористости имел активированный уголь на основе березы 89,92%. СЭМ-микроскопия этих образцов показала хлопьевидную и чешуйчатую структуру поверхности с развитой пористой структурой. Дифракция рентгеновского излучения (XRD) полученных активированных углей характеризует кристаллическую структуру образца графита и аморфную структуру, а спектры комбинационного рассеяния (Раман спектры) подтвердили данные XRD. Элементный анализ методом рентгенофлуоресцентного анализа показал, что в составе активированного угля в значительном количестве по сравнению с другими металлами присутствуют K (0,25-12,17%), Fe (0,08-4,54%) и Ca (0-19,35%).

Obtained results and novelty (in Kazakh) : Өсімдік шикізатының қалдықтарынан термиялық, гидротермальды карбонизация және қыздырылған су буымен активтендіру арқылы арзан микропорлы белсендірілген көмір алынды. Термиялық, гидротермальды карбонизацияның және қыздырылған су буымен активтенудің оңтайлы температурасы таңдалды: термиялық карбонизация 700°C температурада, берілген температурада 1 сағат, гидротермальды карбонизация 220°C, ортада – H2O, қысым – 2 МПа, 24 сағат ішінде жүргізілді, ал активтендіру 1 сағат ішінде 800°C температурада қатты қыздырылған су буымен жүргізілді. Өсімдік шикізатының қалдықтары негізінде алынған активтендірілген көмірдің негізгі физика-химиялық және құрылымдық сипаттамалары зерттелді. Нақты беті 251 - ден 688 м2/г-ға дейін, кеуектердің жалпы көлемі 0,21-ден 0,49 см3/г-ға дейін болды. Белсендірілген көмірдегі микрокеуектілік 52,59-89,92% құрады, оның ішінде микрокеуектіліктің жоғары пайызы қайың негізіндегі белсендірілген көмірге ие болды 89,92%. Бұл үлгілердің СЭМ микроскопиясы дамыған кеуекті құрылымы бар үлпекті және қабыршақты беткі құрылымды көрсетті. Алынған белсендірілген көмірдің рентгендік дифракциясы (XRD) графит үлгісінің кристалды құрылымын және аморфты құрылымын сипаттайды, ал Раман спектрлері XRD деректерін растады. Рентгендік флуоресценттік талдау әдісімен элементтік талдау активтендірілген көмірдің құрамында басқа металдармен салыстырғанда K (0,25-12,17%), Fe (0,08-4,54%) және Ca (0-19,35%) бар екенін көрсетті.

The main constructive and technical economic indicators (in Russian) : Создание новых материалов на основе безотходной технологии, рационального использования природных ресурсов, а также вовлечения в переработку возобновляемого сырья становятся все более актуальной задачей экономического развития многих стран мира. В настоящее время развитые страны получают доходы от подобной деятельности в десятки раз выше, чем развивающиеся, так как продают не сырье, а продукты глубокой переработки, стоимость которых несоизмеримо выше. Поэтому, повышение эффективности использования отходов растительного сырья – важнейшая общегосударственная задача. Так, увеличение потребности различных отраслей промышленности Казахстана в углеродсодержащих материалах могут быть удовлетворены посредством использования отходов растительного сырья такие как кукурузные початки, виноградные косточки и тд. Данное возобновляемое вторичное сырье в Казахстане имеется в достаточных количествах для промышленного использования. Объемы мирового и Казахстанского потребления углерода за последние годы значительно выросли. Однако предприятия химических отраслей страны испытывают дефицит отечественных углеродных материалов в связи с отсутствием собственного Казахстанского производства многие из них вынуждены импортировать их из-за рубежа. Растущие потребности различных отраслей промышленности Казахстана в углеродсодержащих материалах при сокращении традиционных сырьевых источников могут быть удовлетворены посредством использования вторичных ресурсов - отходов растительного сырья.

The main constructive and technical economic indicators (in Kazakh) : Қалдықсыз технология негізінде жаңа материалдар жасау, табиғи ресурстарды ұтымды пайдалану, сондай-ақ жаңартылатын шикізатты қайта өңдеуге тарту әлемнің көптеген елдерінің экономикалық дамуының өзекті міндетіне айналуда. Қазіргі уақытта дамыған елдерде мұндай қызметтен кіріс дамушы елдерге қарағанда он есе жоғары, өйткені олар шикізатты емес, құны салыстырмалы түрде жоғары терең өңделген өнімдерді сатады. Сондықтан өсімдік шикізатының қалдықтарын пайдалану тиімділігін арттыру - аса маңызды жалпы мемлекеттік міндет. Мәселен, Қазақстанның түрлі өнеркәсіп салаларының құрамында көміртегі бар материалдарға қажеттілігінің артуы жүгері собықтары, жүзім сүйектері және т.б. сияқты өсімдік шикізатының қалдықтарын пайдалану арқылы қанағаттандырылуы мүмкін. Бұл жаңартылатын қайталама шикізат Қазақстанда өнеркәсіптік пайдалану үшін жеткілікті мөлшерде бар. Соңғы жылдары әлемдік және Қазақстандық көміртекті тұтыну көлемі айтарлықтай өсті. Алайда, еліміздің химия салаларының кәсіпорындары отандық көміртегі материалдарының тапшылығын бастан кешуде, өйткені олардың көпшілігі өз өндірісінің болмауына байланысты оларды шетелден импорттауға мәжбүр. Қазақстанның әртүрлі өнеркәсіп салаларының құрамында көміртегі бар материалдарға өсіп келе жатқан қажеттіліктері дәстүрлі шикізат көздерін қысқарту кезінде қайталама ресурстарды - өсімдік шикізатының қалдықтарын пайдалану арқылы қанағаттандырылуы мүмкін.

Level of implementation (in Russian) : Не внедрено

Level of implementation (in Kazakh) : Енгізілмеген

Efficiency (in Russian) : Предлагаемая авторами технология может найти применение в отрасли получения активированных углей. Применение возобновляемых источников сырья в качестве исходного сырья для получения активированных углей будет способствовать развитию производства активированных углей, что в свою очередь повлияет на уровень экономического развития и конкурентоспособности в данной области.

Efficiency (in Kazakh) : Авторлар ұсынған технология белсендірілген көмірді өндіру саласында қолданылуы мүмкін. Белсендірілген көмірді алу үшін бастапқы шикізат ретінде жаңартылатын шикізат көздерін қолдану белсендірілген көмір өндірісін дамытуға ықпал ететін болады, бұл өз кезегінде осы саладағы экономикалық даму мен бәсекеге қабілеттілік деңгейіне әсер етеді.

Field of application (in Russian) : Результаты выполняемой работы решат проблему комплексной утилизации отходов растительного сырья и дадут возможность использовать полученные активированные угли для сорбционной очистки сточных вод от ионов тяжелых металлов, а также для сорбционного извлечения благородных металлов из водных сред. Полученные активированные угли могут быть использованы в очистных сооружениях металлургической и химической отраслей страны.

Field of application (in Kazakh) : Орындалатын жұмыстың нәтижелері өсімдік шикізатының қалдықтарын кешенді кәдеге жарату мәселесін шешеді және алынған белсендірілген көмірлерді ағынды суларды ауыр металл иондарынан сорбциялық тазарту үшін, сондай-ақ су ортасынан асыл металдарды сорбциялық алу үшін пайдалануға мүмкіндік береді. Алынған белсендірілген көмірлерді елдің металлургия және химия салаларының тазарту қондырғыларында пайдалануға болады.