Регистрация / Вход
Прислать материал

Физико-химия сорбционных процессов в многокомпонентных гетерогенных системах с полимерами

Стадии проекта
Предложение принято
Конкурс завершен
Проект закончен
Проект
02.740.11.0271
Организация
СПГУПТД
Руководитель работ
Новоселов Николай Петрович
Продолжительность работ
2009 - 2011, 26 мес.
Бюджетные средства
11,2 млн
Внебюджетные средства
2,8 млн

Информация отсутствует

Участники проекта

Зам. руководителя работ
Панов Виктор Петрович

Этапы проекта

1
07.07.2009 - 15.12.2009
Современными физико-химическими методами установлены общие закономерности и различия процессов сорбции низкомолекулярных реагентов неорганического и органического происхождения ионной, полярной и неполярной природы полимерными субстратами различного происхождения (природными, синтетическими), молекулярной, надмолекулярной и капиллярно-пористой структуры.
Впервые установлен механизм взаимодействия тяжелых металлов с аминокислотами, ферментами, продуктами гумификации органической составляющей илов, получены данные по распределению различных металлов по составляющим илов. Вычислены константы уравнения Ленгмюра, описывающие процесс аккумуляции металлов, определены кажущиеся константы устойчивости комплексов гуминовых кислот илов с металлами. Развита и усовершенствована теория сорбции низкомолекулярных веществ полимера-ми различной структуры (пористой, частично-кристаллической, стеклообразной), оценены термодинамические параметры и дано математическое описание процессов. Впервые изучены механизмы сорбции молекулярно-дисперсных красителей на гетероциклических параамидных волокнообразующих полимерах, кинетика гидролиза катионных красителей.
Исследование проведено на модельных и реальных системах при-менительно к задачам различных отраслей промышленности. Особенность исследования состоит в широком разнообразии изученных природных и синтетических полимеров и использовании различных методов с учетом специфики изучаемых систем с целью обобщения.
Результаты проекта развивают фундаментальные основы методов и процессов, ранее запатентованных авторами-исполнителями проекта. В ходе выполнения проекта созданы новые объекты интеллектуальной собственности, на которые поданы три заявки на патенты РФ. Получено 1 положительное решение о выдаче патента на изобретение, поданы 2 . Патентообладатель – ГОУ ВПО «Санкт-Петербургский государственный университет технологии и дизайна».
Развернуть
2
01.01.2010 - 30.06.2010
Исследованы методы модификации полимерных материалов с целью получения активных адсорбентов-катализаторов, их свойства, активность в процессах окисления и деструкции токсичных примесей технологических растворов и промышленных сбросов и выбросов. Впервые разработан метод синтеза волокнистого адсорбента-катализатора на основе полиакрилонитрильного полимера при низких концентрациях модифицирующих реагентов, их высокой выбираемости, т. е. по экологически безопасной технологии. Проведена оценка физико-химических и механических свойств адсорбента-катализатора. Разработаны физико-химические и технологические основы процессов окисления фенолов с использованием синтезированного адсорбента-катализатора, изучена кинетика процесса и показана возможность глубокого обезвреживания промышленных сбросов от высокотоксичных фенолов. Изучены закономерности адсорбции органических красителей на волокнистом адсорбенте-катализаторе, установлены сорбционные емкости по отношению к красителям.
Изучено изменение коэффициентов активности сорбентов и полимеров вдоль изотермы сорбции, найдены коэффициенты корреляции активности с изменением свойств системы. Современными физико-химическими методами установлены общие закономерности и различия процессов сорбции низкомолекулярных компонентов в системах с различными полимерами. Проведено сравнение теоретического рассмотрения осмотических явлений в полимерных системах и экспериментально измеренной объемной деформации при сорбции паров полимерами. Приведены математические описания изменения коэффициентов активности, химических потенциалов вдоль изотермы сорбции в стеклообразных полимерах. Установлена связь энергии сорбции со структурой полимеров, связь характеристической энергии и термического коэффициента сорбции. Показано, что энергия сорбции может быть вычислена через константы термического уравнения сорбции.
Осуществлено теоретическое моделирование сорбции дицианурового аниона активированным углеродом методом квантовой химии, установлена структура образующихся комплексов.
Проведены патентные исследования по способам синтеза адсорбентов-катализаторов и их применению. Изучена применимость адсорбентов-катализаторов в конкретных производственных условиях. Поданы две заявки на изобретения, по одной из которых получено положительное решение.
Результаты исследования внедрены в образовательный процесс СПГУТД, частично в РГГМУ и СПГТУ при использовании изданных учебных пособий для подготовки студентов по направлению «Защита окружающей среды»: лабораторный практикум по дисциплине «Физико-химические методы и приборы контроля окружающей среды» и учебное пособие «Физическая и коллоидная химия процессов защиты и реабилитации объектов окружающей среды».
Развернуть
3
01.07.2010 - 15.12.2010
Исследованы основные закономерности механизма окислительно-восстановительного взаимодействия природных полимеров с соединениями переходных металлов с получением сорбционно-активных наноматериалов. Изучено интеркалирование металлов (никеля, серебра) в структуру материалов на основе целлюлозы, фиброина в гетерогенных условиях.
Всесторонне изучены закономерности сорбции тяжелых металлов биологическими полимерами активного ила из сточных вод. Получены количественные данные по кинетике и глубине извлечения тяжелых металлов, константы устойчивости комплексных соединений тяжелых металлов с составляющими активных илов (с полисахаридами, полипептидами, гумусоподобными веществами).
Разработан метод теоретического расчета коэффициентов термического уравнения сорбции паров полимерами различной структуры. Установлены аналитические зависимости для расчета величин энтропии и энтальпии сорбции.
Произведен расчет термодинамических параметров сорбции красителей гетероциклическими полимерными волокнами, изучена природа взаимодействия хромофорных соединений с полимерами, кинетика процессов сорбции при крашении.
Развернуть
4
01.01.2011 - 15.09.2011
1. Исследован механизм кристаллизации нанофазы путем сорбции ионов на активных центрах природных полимеров и образования металлокомплексов полимер-металл с получением волокнистых материалов.
2. Разработаны сорбционные методы анализа сетчатых и волокнистых полимерных материалов.
3. Изучено влияние различных компонентов технологических растворов, пульп, сточных вод, параметров процесса на эффективность и кинетику сорбционно-десорбционных процессов применительно к задачам различных технологий и защите окружающей среды.
Развернуть

Программа

Программа "Научные и научно-педагогические кадры инновационной России" на 2009 - 2013 годы

Программное мероприятие

1.1 Проведение научных исследований коллективами научно-образовательных центров
Продолжительность работ
2012 - 2013, 15 мес.
Бюджетные средства
2,93 млн
профинансировано
Физико-химические основы получения, морфология и свойства гетерогенных электропроводящих и электроактивных полимерных систем 1. Гетерогенные равновесия в многокомпонентных системах. 2. Моделирование свойств разбавленных растворов прототропных форм электропроводящих соединений. 3. Фазовое разделение в полимерных жидкокристаллических системах. 4. Синтез и изучение структуры электропроводящих полимеров, гидрогелей и композитов на их основе. 5. Структура и свойства пористых полимерных пленок и композиционных систем на их основе. 6. Пленочные композиции на основе электропроводящих полимеров, свойства и структура. 7. Структура и электрические свойства электроактивных полимерных композиционных систем. 8. Структура и морфология супрамолекулярных комплексов на основе линейных и разветвленных полимеров. 9. Электрохимические и электрооптические свойства многофункциональных полимерных систем. 10. Изучение возможности применения метода ионной подвижности для анализа гетерогенных систем. 11. Люминесцентный
Продолжительность работ
2011, 6 мес.
Бюджетные средства
2,4 млн
Организация
СПГУПТД
профинансировано
Продолжительность работ
2010 - 2012, 24 мес.
Бюджетные средства
7,5 млн
Организация
ДГУ
профинансировано
Тема
Разработка способа получения фосфонуксусной кислоты с использованием процессов межфазного катализа в гетерогенных системах.
Продолжительность работ
2012 - 2013, 17 мес.
Бюджетные средства
16,7 млн
Количество заявок
4
Тема
Физико-химические принципы создания нового поколения функциональных полимеров и конструкционных нанокомпозитов на основе процессов самоорганизации.
Продолжительность работ
2008, 3 мес.
Бюджетные средства
1,2 млн
Количество заявок
1
Тема
Создание программных средств и расчетных методов компьютерного моделирования физико-механических процессов и наноструктурирования в сталях с нестационарной структурой при термонагружении.
Продолжительность работ
2009 - 2010, 12 мес.
Бюджетные средства
15 млн
Количество заявок
2
Тема
Исследование процессов физико-механических и химических воздействий на минеральное и техногенное сырье с целью снижения энергетических затрат в технологиях обогащения
Продолжительность работ
2013, 6 мес.
Бюджетные средства
40 млн
Количество заявок
16
Тема
Научно-методическое и организационно-техническое обеспечение проведения конференции «Наноструктуры в полимерах и нанокомпозиты».
Продолжительность работ
2009, 5 мес.
Бюджетные средства
0,5 млн
Количество заявок
2