Inventory number IRN Number of state registration
0321РК00698 AP08052675-KC-21 0120РК00017
Document type Terms of distribution Availability of implementation
Краткие сведения Gratis Number of implementation: 0
Not implemented
Publications
Native publications: 3
International publications: 6 Publications Web of science: 4 Publications Scopus: 3
Patents Amount of funding Code of the program
0 21345854.25 AP08052675
Name of work
Разработка новых нанокомпозитных материалов для фотокаталитического разложения воды
Type of work Source of funding Report authors
Fundamental Сериков Тимур Маратович
0
2
1
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 "Карагандинский университет имени академика Е. А. Букетова"
Abbreviated name of the service recipient НАО "Карагандинский университет имени академика Е. А. Букетова"
Abstract

Объектами исследования являются наноструктурированные пленки образованные наностержнями и нанотрубками диоксида титана, а также нанокомпозитные материалы на их основе с применением оксида графена.

Зерттеу нысандары - титан диоксидінің наноөзекшелері мен нанотүтікшелерінен қалыптасқан наноқұрылымды қабыршақтар және графен оксиді мен күміс нанобөлшектерін қолдана отырып, олардың негізінде жасалған нанокомпозиттік материалдар болып табылады.

Цель работы: синтез наноструктурированных пленок на основе наностержней, нанотрубок диоксида титана, оксида графена и наночастиц серебра и исследование их электротранспортных, фотоэлектрических, оптических и фотокаталитических свойств.

Жұмыстың мақсаты – титан диоксидінің нанотүтікшелері мен наноөзекшелері, графен оксиді мен күміс нанобөлшектері негізінде қалыптасқан наноқұрылымды қабыршақтар және олардың электрондық тасымалы, фотоэлектрліқ, оптикалық және фотокаталикалық қасиетін зерттеу болып табылады.

Экспериментальные исследования проводились методами рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии, электронной сканирующей и просвечивающей микроскопии, рентгенодифрактометрии, инфракрасной спектроскопии и спектроскопией комбинационного рассеяния, импедансной спектроскопии, газовой хромотографии, разложения красителя и стационарной вольт-амперометрии.

Эксперименттік зерттеулер рентгендік фотоэлектронды спектроскопия, сканерлеуші электронды және трансмиссиялық микроскопия, инфрақызыл спектроскопия және Раман спектроскопиясы, импеданс спектроскопиясы, бояғыштын ыдырауы арқылы фотокаталитикалық қасиетін зерттеу әдісі және стационарлық вольт-амперометрия әдістерімен жүргізілді.

Полученные результаты: – отработана методика осаждения графена на поверхность наностержней диоксида титана методом аэрографии; – отработана методика осаждения графена на поверхность нанотрубок диоксида титана методом аэрографии; – исследованы электротранспортные, оптические, фотокаталитические свойства полупроводниковых пленок с графеновыми нанострутурами, осажденных на их поверхность. Установлено оптимальное количества графеновых нанострутур на поверхности наностержней по количеству распыленных слоев.; – отработана методика синтеза струтуры ядро-оболочка, где ядром служит наночастицы серебра, а оболочкой диоксид титана; – Различными методами были синтезированы наночастицы серебра, сравнены размеры наночастиц и исследована их морфология, спектры поглощения; – Разработана методика осаждения наночастиц серебра на поверхность нанотрубок и наностержней диоксида титана. Начата работа по исследованию влияние наночастиц серебра на фотокаталитическую активность нанотрубок и наностержней.

Алынған нәтижелер: – аэрография әдісімен титан диоксидінің наноөзегінің бетіне графенді тұндыру әдістемесі меңгерілді; – аэрография әдісімен титан диоксиді нанотүтікшелерінің бетіне графенді тұндыру әдістемесі меңгерілді; – олардың бетіне графен наноқұрылымдары тұндырылған жартылай өткізгіш қабыршақтардың электр тасымалдау, оптикалық, фотокаталитикалық қасиеттері зерттелді. Бүркіген графен наноқұрылымдарының қабаттардың саны бойынша наноқұрылымдардың фотокатализге келетін оңтайлы саны анықталды. – «ядро-қабыршақ» құрылымын синтездеу әдістемесі әзірленді, мұнда ядро күміс нанобөлшектері, ал титан диоксиді қабықшасы болып табылады; – Күміс нанобөлшектері әртүрлі әдістермен синтезделді, нанобөлшектердің өлшемдері салыстырылды және олардың морфологиясы, сіңіру спектрлері зерттелді; – Күміс нанобөлшектерін нанотүтікшелер мен титан диоксидінің нанотүтікшелерінің бетіне тұндыру әдісі жасалды. Күміс нанобөлшектердің нанотүтікшелер мен нанотүтіктердің фотокаталитикалық белсенділігіне әсерін зерттеу бойынша жұмыс басталды.

Выполнение научно-исследовательских работ выполняется в соответствие с календарным планом и смете расходов по запрашиваемой сумме проекта. Приобретены необходимые материалы и оборудования по проекту для достижения ключевых показателей эффективности. Применение локализованного плазмонного резонанса наночастиц серебра и структуры ядро-оболочка, графеновых наноструктур в нанострутурированных пленках диоксида титана увеличивают их фотокаталитическую активность с 35,4% до 76,6%.

Ғылыми-зерттеу жұмыстарын орындау күнтізбелік жоспарға және жобаның сұралған қаражатына шығындар сметасына сәйкес жүзеге асырылады. Негізгі тиімділік көрсеткіштеріне қол жеткізу үшін жобаға қажетті материалдар мен жабдықтар сатып алынды. Күміс нанобөлшектерінің локализацияланған плазмонды резонансын және ядро-қабыршақ құрылымын, наноқұрылымды титан диоксиді пленкаларында графен наноқұрылымдарын пайдалану олардың фотокаталитикалық белсенділігін 35,4%-дан 76,6%-ға дейін арттырады.

На данном этапе результаты научно-исследовательскких работ используются для чтений лекции студентам выпускных курсов Карагандинского университета имени академика Е.А.Букетова по специальности 6Д060400-физика. По результатам проведенных работ будет рассмотрена возможность потентование интеллектуальной собственности, которая будет защищена охранными документами.

Осы кезеңде ғылыми-зерттеу жұмыстарының нәтижелері Академик Е.А. Бөкетов атындағы Қарағанды университетінің 6Д060400-физика мамандығы бойынша бітіруші курс студенттеріне дәріс оқу үшін пайдаланылады. Жүргізілген жұмыстардың нәтижелері бойынша қорғау құжаттарымен қорғалатын зияткерлік меншікті патенттеу мүмкіндігі қаралатын болады.

Мероприятия проекта проводятся в строгом соответствии с утвержденным календарным планом Договора. В целом за календарный год в ходе реализации проекта достигнуты научно- и практически-значимые результаты, опубликованные в 10 работах, из них: 5 статьи – в рейтинговых научных журналах по базе данных TR и Scopus, 3 работы в рейтинговых научных журналах по базе данных РИНЦ и 2 работы в материалах конференций.

Жобаның іс-шаралары келісім-шарттың бекітілген күнтізбелік жоспарына сәйкес қатаң түрде жүргізіледі. Жалпы алғанда, күнтізбелік жыл ішінде жобаны іске асыру барысында ғылыми және іс жүзінде қол жеткізген маңызды нәтижелер 10 жұмыста жарияланды, оның ішінде: 5 мақала - TR және Scopus деректер базасы бойынша рейтингтік ғылыми журналдарда, 3 мақала-РҒДИ деректер базасы бойынша рейтингтік ғылыми журналдарда және 2 жұмыс конференция материалдарында.

Целевыми потребителями полученных результатов могут быть как академические учреждения, занимающиеся образовательной деятельностью (ВУЗы), так и компании-производители, занимающиеся разработкой фотокатализаторов и производством газобразного водорода. На данный момент распространение результатов работ среди потенциальных пользователей, сообщества ученых и широкой общественности осуществляется путем публичных выступлений членов исследовательской группы на международных конференциях, лекционных занятиях, симпозиумов и в рамках приглашенных лекторов, пополнением сборниками материалов с полученными научными результатами (подготовлена монография) библиотечного фонда Университета и страны.

Алынған нәтижелердің мақсатты тұтынушылары білім беру қызметімен айналысатын академиялық мекемелер (ЖОО), сондай-ақ фотокатализаторларды жасаумен және газ тәрізді сутегі өндірумен айналысатын өндірістік компаниялар бола алады. Қазіргі уақытта жұмыстардың нәтижелерін әлеуетті пайдаланушылар, ғалымдар қоғамдастығы және қалың жұртшылық арасында тарату, зерттеу тобы мүшелерінің халықаралық конференцияларда, дәрістік сабақтарда, симпозиумдарда және шақырылған дәріскерлер шеңберінде көпшілік алдында сөз сөйлеуі, университеттің және елдің кітапхана қорын алынған ғылыми нәтижелерімен (монография дайындалды), материалдар жинақтарымен толықтыру арқылы жүзеге асырылады.

UDC indices
544.526.2
International classifier codes
47.09.29; 47.09.48;
Key words in Russian
наностержний; нанотрубки; диоксид титана; оксид графена; наночастицы серебра; нанокомпозит; фотокатализ; плазмоный резонанс;
Key words in Kazakh
наноөзекшелер; нанотүтікшелер; титан диоксиді; графен оксиді; күміс нанобөлшектері; нанокомпозит; фотокатализ; плазмон резонансы;
Head of the organization Тажбаев Еркеблан Муратович Доктор химических наук / профессор
Head of work Сериков Тимур Маратович Доктор PhD / Ассоциированный профессор