«AP08857007» Синтетические магнитные композиты полученные из летучей золы угля для решения водно-экологических проблем загрязнения ртутью

Объект исследования, разработки или проектирования: Объектом исследования явились синтетические цеолиты на основе летучей золы угля с их модификацией (включая намагничивание и насыщение наночастицами)

Цель работы: Разработка нового метода синтеза синтетических цеолитов с использованием термической обработки при различных температурах и времени синтеза

Методы исследования: Методы исследования физико-химических свойств синтезированных нанокомпозитов (синтетических цеолитов) проводился с использованием методов сканирующей электронной микроскопии (SEM-EDS), а также рентгено-флюоресцентного анализа (XRF), анализа адсорбции азота при низких температурах (BET), рентгено-дифракционного анализа (XRD).

Полученные результаты и новизна: Разработан протокол синтеза синтетических цеолитов на основе летучей золы угля с их модификацией (включая намагничивание и насыщение наночастицами). По новому методу были синтезированы 6 образцов синтетических цеолитов и проведен их анализ. Была выполнена модификация цеолитов и получены цеолиты с нано-серебряными включениями. Были проведены модельные эксперименты по удалению ртути из растворов, изучена кинетика адсорбции ртути с различными рН растворами, проведено исследование и анализ зависимости поведения концентраций ртути от рН раствора. Подготовлен аналитический обзор по оценке текущей ситуации в мире и загрязнению летучей золой в Казахстане. По результатам проекта были опубликованы 2 работы и подготовлена подготовлена обзорная статья, которая находится на второй стадии рецензирования в междунароодном журнале Environmental Reviews (импакт фактор 5.212, квартиль 1, процентиль 89% по базе Scopus).

Основные конструктивные и технико экономические показатели: Полученные результаты показывают 6–14-кратное увеличение площади поверхности, а большая часть общего объема пор отнесена к мезопорам. Все синтетические цеолиты, полученные из исходного образца, показали относительно высокую площадь поверхности и объем пор. Микрофотографии SEM показывают изменение морфологии материалов после модификации FeО. Результаты анализа поверхности методом EDS для магнитных образцов показали наличие ощутимого количества Fe в интервале 5-6 вес %. Полученные результаты показали, что модификация и Fe, и наночастицами серебра существенно улучшили сорбционную способность углей по отношению к ртути из раствора. Это произошло за счет импрегнации магнитных наночастиц методом соосождения и легирования наночастиц серебра, способными избирательно взаимодействовать с ртутью, с помошью методов ионообменной и восстановительной реакции. Результаты работы открывают перспективы создания новых сорбционных материалов на основе ЛЗУ для решения проблемы очистки воды от ртути.

Область применения: Химическая инженерия, экология, защита окружающей среды, очистка от ртути, удаление загрязняющих веществ из воды

Руководитель организации — Акназаров Сестагер Хусаинович ( Доктор химических наук, академик КазНАЕН )

Руководитель работы — Сатаева А. Р. ( Доктор биологических наук )

Ответственный исполнитель работы — Тауанов Жандос (PhD)

Патенты

Патент на ПМ № 7398-1
Патент на полезную модель №7398

Статьи

Perspectives of the silicon dioxide production from rice husk in Kazakhstan: an overview.  Eurasian Chemico-Technological Journal. – 2020. – Vol. 22. Импакт фактор – 0.87. Квартиль – Q3, 35-й процентиль.

Functionalization of biosourced silica and surface reactions with mercury in aqueous solutions.
Chemical Engineering Journal. – 2021. – Vol. 423. 
Импакт фактор — 13.273.
Квартиль – Q1, 99-й процентиль
 
Review on coal fly ash generation and utilization for resolving mercury contamination issues in Central Asia: Kazakhstan.
Environmental Reviews. – 2022 (в печати)
Импакт фактор — 13.273.
Квартиль – Q1, 89-й процентиль