AP19576899 — Магнетит және 2D наноқұрылымдар негізінде композициялық материалдарды әзірлеу және оларды суды тазарту және тұзсыздандыру үшін пайдалану

Жобаның мақсаты: Жобаның мақсаты суды тазарту және тұзсыздандырудың тиімді жүйесін құру үшін магнетиттік және 2D наноқұрылымдарға негізделген композициялық материалдарды әзірлеу және оңтайландыру болып табылады . Бұл жоба материалдардың адсорбциялық және каталитикалық қасиеттерін жақсарту мақсатында магнетит пен графен , графен диоксиді және басқалар сияқты 2D наноматериалдар арасындағы синергиялық әсерлерді зерттеуге бағытталған .

Жобаның өзектілігі: Суды тазарту және тұзсыздандыру үшін магнетит және 2D наноқұрылымдар негізінде композициялық материалдарды әзірлеу жобасының өзектілігі бірнеше факторлармен түсіндіріледі. Халық санының өсуіне, климаттың өзгеруіне және су көздерінің ластануына байланысты әлемнің әртүрлі аймақтарында қол жетімді таза судың жетіспеушілігі барған сайын өзекті мәселеге айналуда . Судың ластануының артуы және тұщы су тапшылығы қаупінің ұлғаюына байланысты таза ауыз сумен қамтамасыз ете алатын инновациялық тазарту және тұщыландыру технологияларына сұраныс артып келеді. Магнетит пен 2D наноқұрылымдарға негізделген композициялық материалдар адсорбциялық және каталитикалық қасиеттердің үйлесімі арқасында суды тазартуда жоғары тиімділікке уәде береді. Оларды пайдалану дәстүрлі тазалау әдістерімен салыстырғанда үнемді болуы мүмкін. Осылайша, суды тазарту және тұзсыздандыру үшін магнетиттік және 2D наноқұрылымдар негізінде композициялық материалдарды әзірлеу және пайдалану сумен қамтамасыз ету және таза ауыз сумен қамтамасыз етудің жаһандық мәселелерін шешуге елеулі үлес қосатын маңызды және перспективалы зерттеу саласы болып табылады.

Ғылыми жетекшісі: Ph.D. докторы, Қауымдастырылған профессор, Лесбаев Айдос Бакытжанович

Алынған нәтижелер: Жоба аясында магнетит нанобөлшектері әртүрлі әдістермен синтезделіп, олардың құрылымдық-морфологиялық қасиеттері зерттелді. Күріш қауызынан активтелген көмір және оның негізінде магнетит пен MXene қосылған композиттік материалдар алынды. Жоғары меншікті беті және дамыған кеуекті құрылымы бар Fe₃O₄/АУ, Fe₃O₄/MXene және олардың функционалданған композиттерін алу әдістері әзірленіп, оңтайландырылды. Материалдардың ауыр металл иондарына қатысты адсорбциялық қасиеттері кешенді түрде зерттеліп, оларды тиімді жоюдың оңтайлы шарттары анықталды. Сонымен қатар, су ерітінділерін тұзсыздандыру процестері зерттеліп, иондардың тасымалдану және сорбция механизмдері айқындалды. Алынған нәтижелер әзірленген композиттердің суды тазарту және өңдеу үшін тиімді екенін көрсетеді.

Жарияланымдар тізімі

1. Imash A., Kaidar B., Lesbayev A., Taurbekov A., Smagulova G. Preparation of 2D nanocomposites based on nanomagnetite Fe₃O₄ and activated carbon // XIV International Symposium on Combustion and Plasma Chemistry: Physics and Chemistry of Carbon and Nanopowder Materials. – Almaty: Publishing Center KBTU, 2023. – P. 102–103.
2. Keneshbekova A., Smagulova G., Kaidar B., Imash A., Ilyanov A., Kazhdanbekov R., Lesbayev A. MXene/carbon nanocomposites for water treatment // Membranes. – 2024. – Vol. 14, No. 9. – P. 184. https://doi.org/10.3390/membranes14090184
3. Кенешбекова А., Қайдар Б., Имаш А., Ильянов А., Енсеп Э., Кажданбеков Р., Смагулова Г. Морфологические и структурные различия наночастиц магнетита, синтезированных методом жидкофазного горения при использовании различных топлив // Горение и плазмохимия. – 2024. – Т. 22, № 3. – С. 231–239. https://doi.org/10.18321/cpc22(3)231-239
4. Imash A., Kaidar B., Keneshbekova A., Smagulova G., Lesbayev A. Morphological features of Fe₃O₄ nanoparticles obtained by solution combustion // Non-Linear Phenomena and Dynamics of Flame Propagation. – 2024. – 23–27 September 2024, Borovoe National Nature Park, Kazakhstan.
5. Smagulova G., Keneshbekova A., Kaidar B., Imash A., Lesbayev A. Development and characterization of nanocomposites based on magnetite, MXene, and activated carbon for the adsorption of Pb ions from aqueous solutions // Conference on Research and Innovations in Science and Technology of Materials: Abstracts. – Paris (France), 2024.
6. Imash A. A., Smagulova G. T., Keneshbekova A. M., Kaidar B. B., Lesbayev A. B. Design and study of magnetite, MXene, and activated carbon-based nanocomposites for enhanced lead ion removal from water solutions // 7th International Conference on Materials and Reliability (ICMR-2024). – Busan (Korea), 2024. – Pp. 1–5.
7. Патент на полезную модель № 11331 Республики Казахстан, МПК B01J 20/30. Способ получения композиционного сорбента на основе MXene/Fe₃O₄ / Смагулова Г. Т., Имаш Ә. А., Балтабай А. С., Лесбаев А. Б., Кенешбекова А. М., Коротнева М. Д. – Опубл. 17.07.2026; Бюлл. №27.
8. Smagulova G., Imash A., Baltabay A., Keneshbekova A., Abdisattar A., Kazhdanbekov R., Lesbayev A., Mansurov Z. Mechanistic evaluation of Pb(II) adsorption on magnetic activated carbon/Fe₃O₄ composites: influence of hydrothermal and ultrasonic synthesis routes // Carbon Research. – 2025. – Vol. 11, No. 4. – P. 83. https://doi.org/10.3390/c11040083