AP26195783 «Научные основы создания высокоселективных полимерных систем и сорбентов для извлечения ионов различной природы из технологических растворов»

Наименование Проекта с ИРН номером

AP26195783 «Научные основы создания высокоселективных полимерных систем и сорбентов для извлечения ионов различной природы из технологических растворов»

Актуальность/ Абстракт

Проект представляет собой разработку научных основ создания высокоселективных полимерных сорбентов для извлечения ионов различной природы из технологических растворов, что позволит совершенствовать процесс переработки многокомпонентных гидрометаллургических растворов. Данный проект направлен на решение проблемы недостаточной эффективности существующих методов извлечения редкоземельных и других ценных металлов, что приводит к потерям компонентов и снижению эффективности переработки. Основная проблема заключается в низкой селективности и эффективности традиционных сорбентов, используемых в гидрометаллургии. Данные материалы требуют значительных улучшений для избирательного извлечения ионов металлов из многокомпонентных растворов. Проект ориентирован на применение эффекта «дистанционного взаимодействия» полимеров для повышения сорбционной активности и селективности материалов за счет пространственного изменения структуры полимерных цепей.

Цель (согласно заявке)

Разработка научных основ создания высокоселективных полимерных сорбентов для эффективного извлечения ионов различной природы из технологических растворов основана на детальном изучении механизмов сорбции и влияния структурных характеристик полимеров на их сорбционные свойства. Повышение селективности и эффективности сорбентов достигается за счет применения эффекта «дистанционного взаимодействия», при котором полимерные цепи полимеров активируются взаимным действием, что способствует необходимому пространственному распределению функциональных групп у полимеров и оптимизации их структуры для избирательного связывания целевых ионов. Такой подход позволит не только улучшить сорбционные характеристики материалов, но и повысить эффективность процессов извлечения ценных компонентов, снизив их потери при переработке технологических растворов.

Ожидаемые результаты

Будут исследованы электрохимические и объемно-гидродинамические свойства сшитых полиэлектролитов в зависимости от их молекулярных характеристик при дистанционном взаимодействии в водной среде. Будет изучено влияние мольных соотношений компонентов на электрохимические свойства сшитых полиэлектролитов. Будут определены ключевые факторы, влияющие на заряд ионитов и их способность к взаимодействию с ионами различной природы. Будет исследовано влияние времени на конформационное состояние межузловых цепей сшитых полиэлектролитов. Будут определены оптимальные условия синтеза для формирования структур с высокой сорбционной селективностью. Будут определены структуры активированных полиэлектролитов при изменении внешних условий (температура, концентрация растворов, ионная сила среды, наличие примесей и другие факторы). Будут исследованы сорбционные характеристики полиэлектролитов при взаимодействии с ионами различной природы. Будут исследованы гравиметрические и сорбционные характеристики полиэлектролитов и осуществлена оценка влияния их состава и конформации полимерных цепей на процесс сорбции ионов. Будет изучено влияние ионной силы раствора на сорбционные свойства полиэлектролитов и активированных ионитов. Будут определены оптимальные условия для максимальной эффективности сорбции. Будут определены термодинамические характеристики сорбционных процессов. Будут изучены сорбционное равновесие и кинетика взаимодействия полимеров с ионами, а также осуществлена оценка термодинамических параметров, характеризующих энергетические затраты на сорбцию.Будут разработаны модифицированные сорбенты с повышенной селективностью и сорбционной емкостью для эффективного извлечения ионов различной природы из растворов. Будет исследовано влияние степени сшивки полиэлектролитов на их сорбционные характеристики. Будет осуществлена оценка взаимосвязи между степенью сшивки и селективностью сорбентов. Будет изучено влияние активации полиэлектролитов на механизм сорбции низкомолекулярных ионов. Будет определена оптимальная степень активации для повышения эффективности сорбции. Будет определено влияние скорости перемешивания растворов на сорбционные свойства полиэлектролитов. Будут исследованы динамические и статические режимы для повышения эффективности сорбционных процессов.

Список полных ФИО членов исследовательской группы с их идентификаторами (Scopus Author ID, Researcher ID, ORCID, если имеются) и ссылками на соответствующие профили

1. Джумадилов Талкыбек Кожатаевич

Идентификаторы: Researcher ID: K-3034-2019; ORCID: https://orcid.org/0000-0001-9505-3719; Scopus Author ID: 57192254176

2. Иманғазы Алдан Маратұлы

Идентификаторы: Researcher ID: N-5318-2016; ORCID: https://orcid.org/0000-0001-7834-1022; Scopus Author ID: 57207618185

3. Химэрсэн Хуангул

Идентификаторы: Researcher ID: AAM-3877-2021; ORCID: https://orcid.org/0000-0002-5138-5997; Scopus Author ID: 57226158003

4. Кабулова Мадина Кабуловна

Идентификаторы: ORCID: https://orcid.org/0009-0007-7059-5635

5. Ғали Гүлбақыт

Идентификаторы: ORCID: https://orcid.org/0009-0006-5981-5871