Разработка способа электрохимической модификации углеродного сорбента для придания ему требуемых сорбционных свойств
Проект Министерства образования и науки Республики КазахстанИРН: AP09058570
Актуальность проекта: Химическая и электрохимическая модификация является актуальным и инновационным направлением развития сорбционных и электрохимических технологий, которые предоставят огромный прорыв для Казахстана.
Цель проекта: Разработка способа электрохимического и химического воздействия на углеродный материал для формирования на его поверхности модифицированного функционального слоя для проведения селективного сорбционного процесса.
Задачи проекта:
1) получение углеродных материалов на основе растительного и углерод-минерального сырья;
2) проведение модификации углеродных материалов в различных условиях и изучение ее влияния на поверхностные свойства;
3) изготовление электролизера для проведения процесса в динамике;
4) проведение электрохимической модификации при варьировании состава электролита и режимов для дальнейшего изучения сорбции органических и неорганических веществ.
Основные члены проекта
1. Атчабарова Ажар Айдаровна – научный руководитель проекта, PhD
Индекса Хирша – 2.
Web of Science Researcher ID - D-3857-2015
https://app.webofknowledge.com/author/record/5611070
ORCID: 0000-0002-4600-2728
https://orcid.org/0000-0002-4600-2728
Scopus ID: 56998822600
https://www.scopus.com/authid/detail.uri?authorId=56998822600&eid=2-s2.0-85078265815
2. Абдуахытова Динара Ақтайқызы, научный сотрудник
Индекс Хирша – 1.
Web of Science Researcher ID - GOW-9941-2022
https://www.webofscience.com/wos/author/record/32550172
ORCID: 0000-0002-4316-0755
https://orcid.org/0000-0002-4316-0755
Scopus ID: 57344630000
https://www.scopus.com/authid/detail.uri?authorId=57344630000
3. Бекназаров Канат Исатайулы, научный сотрудник
ORCID: 0000-0001-5023-0486
https://orcid.org/0000-0001-5023-0486
4. Әбдімомын Сәкен Қынабекұлы, лаборант
Web of Science Researcher ID - DTP-7335-2022
https://www.webofscience.com/wos/author/record/14897737
ORCID: 0000-0002-5985-9050
https://orcid.org/0000-0002-5985-9050
Scopus ID: 57518892100
https://www.scopus.com/authid/detail.uri?authorId=57518892100
5. Шрейдер Елизавета Романовна, лаборант
Используемые методы
1. Циклическая вольтамперометрия
2. Рентгеноспектральный анализ
3. Электронная сканирующая микроскопия
4. Атомно-абсорбционная спектроскопия
5. Термогравиметрический анализ
6. ИК-спектроскопия
7. Раман-спектроскопия
8. Масс-спектрометрия с индуктивно связанной плазмой
9. Газовая хроматография
10. Рентгенофазовый анализ
11. БЭТ
Ожидаемые результаты
1) будут получены углеродные материалы на основе растительного и углерод-минерального сырья. Будут изучены их основные физико-химические характеристики (удельная поверхность, суммарный объем пор, pH водной вытяжки, электропроводность, адсорбционная активность по йоду, зольность, влажность, содержание углерода и/или др.);
2) будет проведено электрохимическое модифицирование углеродного материала и изучена степень изменения адсорбционных характеристик, морфологии поверхности углеродного материала и др.;
3) будет изготовлен электролизер для проведения процессов окисления и восстановления поверхности углеродных материалов;
4) будет показана эффективность модификации поверхности углеродных материалов в процессах сорбции веществ (ионов и комплексов металлов, органических соединений).
Достигнутые результаты
Получены углеродные материалы на основе растительного сырья (абрикосовые косточки, скорлупа грецкого ореха); углерод-минерального сырья – шунгитовый концентрат (содержание углерода = 40±2% масс., месторождение «Бакырчик», Восточно-Казахстанская область). Изучены основные физико-химические характеристики (Sуд =738,0 м2/г; адсорбционная активность по йоду – 82,2%; рН водной вытяжки – 8,3; суммарный объем пор Vtotal – 0,22 см3· г-1). Согласно полученным физико-химическим характеристикам для изготовления углеродных электродов выбран активированный карбонизат скорлупы грецкого ореха 240°С/24ч. Получены углеродные электроды и изучены сорбционные и электрохимические свойства. Полученные результаты дают хорошую перспективу для продолжения работ по разработке способа электрохимического и химического воздействия на углеродный материал (УМ) для формирования на его поверхности модифицированного функционального слоя с целью проведения селективного сорбционного процесса.
ПУБЛИКАЦИИ ПО ПРОЕКТУ
Статьи в журналах Комитета по обеспечению качества в сфере образования и науки Министерства образования науки Республики Казахстан:
S. Abdimomyn, A. Atchabarova*, D. Abduakhytova, R. Tokpayev, K. Kishibayev, T. Khavaza, A. Kurbatov, G. L. Turdean, M. Nauryzbayev. Characteristic of the carbon sorbent surface functional layer formation // Studia Universitatis Babes-Bolyai
Потенциальным пользователям проекта:
Если Вы заинтересованы в тематике данного проекта обращайтесь к руководителю проекта Атчабаровой Ажар Айдаровне по электронному адресу: azhar.atchabarova@mail.ru. Мы непрерывно ищем сотрудничество в данной области исследования.