Разработка композиционных сорбентов на основе полианилина для очистки отходящих газов и технологии их получения»
Объекты исследования: объектами исследования были: сульфат анилина (отход кожеперерабатывающей промышленности), полианилины из этого отхода, поликапрамид, слабые поликислоты и бентониты горного происхождения Нуратинского хребта республики.
Цель исследования: изучение закономерностей
процессавзаимодействия полианилинов и поликислот, разработка эффективных составов и технологии получения новых композиционных полимерных сорбентов, изучение их физико-химических и эксплуатационных свойств.
Методы исследования: методы оптической, ультрафиолетовой, инфракрасной спектроскопии, ядерно-магнитным резонансным, электроннопарамагнитным резонансным, гельпроникающей хроматографией, вискозиметрическим, потенциометрическим титрованием,
термогравиметрическими, электронно-сканирующей микроскопии.
Полученные результаты и их новизна:
-впервые установлена закономерность образования полианилина из сульфата анилина, являющегося отходом кожеперерабатывающей промышленности, под воздействием инициатора персульфата аммония при температуре реакционной среды 5-7°С;
-впервые установлена энергии активации реакции
дегидрохлорирования допирования полианилина и полимер-полимерных комплексов полианилина с поликислотами. Выявлены кинетические зависимости количества тока, протекающего через таблетку полианилина от времени допирования. Используя уравнения С. Аррениуса впервые определена энергия активации процесса дегидрохлорирования полианилина, которая составляет 26,4 кДж/моль;
-установлено влияние ионной силы и молекулярной массы полианилина на скорость образования полимер-полимерных комплексов со сшитой полиакриловой кислотой. Продукты таких полимер-полимерных реакций способны набухать в воде и эффективно сорбировать ионы из водных растворов. При погружении полимер-полимерного гидрогеля в водный раствор благородных и тяжелых металлов, протекает эффективная сорбция ионов этих металлов с образованием тройного полимер металлического комплекса;
-проведением комплексных исследований физико-химических свойств и структур полианилина из сульфата анилина, являющегося отходом кожеперерабатывающей промышленности, и их комплексов с поликислотами методами УФ, ИК, ЯМР, ЭПР - спектроскопии, потенциометрии, электронно-сканирующей микроскопии установлены закономерности взаимодействия и образования полимер-полимерных комплексов за счёт протонирования атомов азота в цепи полианилина и образования водородных связей между макромолекулами полианилина и поликислот, создания эффективных композиционных полимерных сорбентов на их основе для очистки отходящих газов промышленных предприятий.
Практическая значимость: для применения полученных композиционных сорбентов разработана и изготовлена опытная установка насадочных микроакумулляторов для очистки отходящих вредных газов и проведены опытные их испытания. Применение разработанных композиционных полимерных сорбентов для очистки газов в цехе производства азотной кислоты на ОАО «Навоиазот» привели к упрощению технологического процесса очистки отходящих газов и экономии платино-родиевого катализатора.
Степень внедрения и экономическая эффективность: испытания полимер-полимерных сорбентов разработанных на основе полимерполимерных комплексов проведённые на Навоийском Электрохимическом заводе и ОАО «Навоиазот» показали высокую экономическую и экологическую эффективность при очистке отходящих газов и сточных вод от вредных примесей. На одном ОАО «Навоиазот» от внедрения разраоотанных сороентов ожидаемый экономический эффект составляет более 1200000 тысячи сумов в год (2007г.).
Область применения: предприятия НХК «Узкимёсаноат», Гос.комитета по охране окружающий среды, очистка отходящих газов и сточных вод от вредных для окружающей среды газов и примесей.