Нурбекова М.А
-
-
![]()
-
Жоба тақырыбының атауы: Сутегі өндірісіндегі композиттер мен нанокомпозиттердің электрокаталитикалық қасиеттерін зерттеу.
Жобаның мақсаты – САӨ-де қолданылатын электрокаталитикалық қасиет көрсететін перовскит құрылымды феррит-манганитер (LMO, LFO) мен графен құрамды нанокомпозиттерді синтездеу.
Жобаның міндеттері
Жобаның мақсаты келесі қойылған міндеттер арқылы шешіледі:
- САР-да қолданылатын электрокаталитикалық перовскит құрылымды экономикалық тиімді лантаноидтардың наноманганиттер мен наноферриттер және графеннің оксиді (GO) туралы зерттеген шетелдік және отандық ғалымдардың жұмыстарына зерттеу жүргізу және саралау;
- ABO3(LMO немесе LFO) (ABO3: A=LaxA1-x(Sm, Ce); B=Mn, Fe; мұндағы x= 0,1-0,9) наноманганитті немесе наноферритті бірнеше әдістермен синтездеу және әдістің тиімдісін анықтау;
іске асыру тәсілі: Перовскит тәрізді манганит-ферриттердің құрам-құрылысының нақты және таза шығуы синтезделу әдісіне тікелей байланысты болғандықтан LMO және LFO нанокомпозиттері бірнеше әдістермен (золь-гель негізделген әдістер, қатты фазалы өңдеу т.б.) синтезделеді.
- Алынған перовскит пішінді манганиттер мен ферриттерге морфологиялық талдаулар жасау;
іске асыру тәсілі: синтезден кейін фазалы рентгендік дифракция (XRD), өріс эмиссиялық сканерлеуші электронды микроскоп (FE-SEM), және Фурье спектрометрінде жазылған ИҚ (FTIR) спектрлік анықтау әдістері синтезделген перовскит тәрізді наноманганиттер мен наноферриттердің морфологиясы және құрам-мөлшері расталатын болады.
- LMO/GO немесе LFO/GO құрылымды күрделі оксидті нанокомпозит алу үшін графен оксиді (GO)-ін синтездеу және оған перовскит құрылымды наноманганитті немесе наноферритті отырғызу;
іске асыру тәсілі: модификацияланған Хаммер әдісімен графен оксидін синтездейміз және LMO не LFO/GO құрылымды нано перовскит-графенді (PNG) гидротермиялық әдісімен (HT) синтезделеді.
- Алынған LMO не LFO/GO құрамды нанокомпозитінің САӨ-дегі электрокаталитикалық белсенділігін зерттеу;
іске асыру тәсілі: LMO не LFO/GO нанокомпозитінің электрокаталитикалық белсенділігі зерттеледі және электрод материалдары cызықтық вольтамметрия (LSV), электрохимиялық импеданс спектроскопиясы (EIS), циклды вольтамметрия (CV), Tafel сияқты электрохимиялық әдістермен сутегі алу (HER) және оттегі алу (OER) реакцияларына талдау жұмыстары жүргізіледі.
Бұл жоба «Жасыл Қазақстан» ұлттық жобасының (Қазақстан Республикасы Үкіметінің 2021 жылғы 12 қазандағы №731 қаулысы) 4-бағыты (Экология болашағы) бойынша ҚР 2050 жылға дейінгі даму стратегиясының ұзақ мерзімді приоритетіне және Ұлттық даму жоспарының сапалы білім міндетіне сәйкес жасалды.
Алынған ғылыми нәтижелерді қолдану мүмкіндігі және (немесе) коммерцияландыру мүмкіндігі: Алынған ғылыми нәтижелер жаңа катализаторлық өнімдерді жасауға және заманауи технологиялық шешімдерді әзірлеуге қолданылады және инновациялық сипатқа ие, зерттеу нәтижелері кейіннен коммерцияландыруға бағыттала алады.
Технологиялық дайындық деңгейі: әзірлемелердің технологиялық дайындық деңгейі қазіргі уақытта 1 TRL ретінде бағаланады және аяқталғаннан кейін 4 TRL жетеді деп күтілуде.
Жобаны іске асыру жоспары
№ /с
Міндеттердің және оларды іске асыру жөніндегі іс-шаралардың атауы
Жобаны іске асырудан күтілетін нәтижелер (міндеттер мен іс-шаралар бөлінісінде), аяқтау нысаны
1
ABO3(LMO немесе LFO) (ABO3: A=LaxA’1-x(Sm, Ce); B=Mn, Fe; мұндағы x= 0,1-0,9) сирек жер элементтерін лантанға кіріктірілген манганитінің және ферритінің (LMO, LFO) үштік жүйесінде жаңа перовскит тәрізді түрін синтездеу технологиясын әзірлеу
ABO3(LMO немесе LFO) (ABO3: A=LaxA’1-x(Sm, Ce); B=Mn, Fe; мұндағы x= 0,1-0,9) сирек жер элементтерін лантанға кіріктірілген манганитінің және ферритінің (LMO, LFO) үштік жүйесінде жаңа синтездеу технологиясы әзірленетін болады;
Жаңа перовскит тәрізді манганиттің құрамы мен құрылымы және олардың құрылымы XRD әдісімен талданып, Ритвельд әдісімен нақтыланады.
1.1
ABO3(LMO немесе LFO) (ABO3: A=LaxA’1-x(Sm, Ce); B=Mn, Fe; мұндағы x= 0,1-0,9) үштік жүйесінің синтезі
Жаңа перовскит тәрізді манганиттер мен ферриттерінің (LMO, LFO) оңтайлы золь-гельге негізделген әдістермен синтезделеді.
1.2
Синтезделген жаңа перовскит тәрізді манганиттің фазалық құрамы, құрылымдық сипаты және беттік өлшемдерін зерттеу.
Жаңа перовскит тәрізді манганиттердің фазалық құрамы (XRD) мен құрылымдық қасиеттері, бөлшектердің мөлшері мен бетінің морфологиясы электронды микроскопия (SEM немесе TEM) көмегімен, ал дайындалған үлгілердің химиялық құрамы рентгендік фотоэлектрондық спектроскопия (XPS) көмегімен зерттелетін болады.
2
Графен оксидінің (GO) синтезі мен сипаттамасы және перовскит тәрізді манганит, феррит пен графен оксидінің (LMO, LFO/GO) бар материалдан жаңа нанокомпозиттік электрокаталитикалық қасиетке ие нанокомпозитті синтездеу
Графен оксиді модификацияланған Хаммер әдісін қолдану арқылы синтезделеді. Алынған графен оксиді мен манганиттен және ферриттен (LMO, LFO/GO) нанокомпозиттер оңтайлы әдіспен дайындалады.
Синтезделген жаңа нанокомпозиттердің құрылымдық, морфологиялық және оптикалық қасиеттері рентгендік дифрактометрия, трансмиссиялық электронды микроскопия немесе сканерлеуші электронды микроскоп, рентгендік фотоэлектрондық спектроскопия және ультракүлгін абсорбциялық спектроскопия көмегімен талданатын болады.
2.1
Графен оксидінің (GO) синтезі, алынуы және құрылым-қасиеттерінің сипаттамасы
Графен оксидінің (GO) модификацияланған Хаммер әдісі арқылы синтезделеді және құрылым-қасиеттердің сипаттамасы әртүрлі спектроскопиялық әдістермен (XRD, SEM-EDX, FTIR,) зерттеледі.
2.2
Жаңа нанокомпозитті – перовскит тәрізді манганиттер, ферриттер/графен оксиді (LMO, LFO/GO) синтездеу
LMO, LFO/GO құрылымды электрокаталитикалық қасиетке ие жаңа нанокомпозитті гидротермиялық (HT) әдісімен синтездеу.
- Web of Science базасында импакт-фактор бойынша 1 (бірінші), 2 (екінші) және (немесе) 3 (үшінші) квартильге кіретін, Science Citation Index Expanded-те индекстелетін және (немесе) Scopus базасында CiteScore бойынша 60-тан (алпыс) кем емес процентилі бар рецензияланатын ғылыми басылымдарда жобаның ғылыми бағыты бойынша кемінде 3 (үш) мақала және (немесе) шолу);
- ҒЖБССҚК ұсынған рецензияланатын шетелдік немесе отандық басылымда кемінде 2 (екі) мақала немесе шолу;
Жарияланатын мақалалардың біреуі multidisciplinary (көпсалалы немесе пәнаралық практикалық қолдану) санатында жариялануы тиіс.
Multidisciplinary санатына жатпайтын 1 ҒЖБССҚК тізіміндегі отандық журналдар үшін екі және одан да көп санаттарда индекстелетін 1 және 2 ҒЖБССҚК тізіміндегі журналдар есептеледі.
- немесе Web of Science базасында импакт-фактор бойынша 1 (бірінші), 2 (екінші) және (немесе) 3 (үшінші) квартильге кіретін, Science Citation Index Expanded жүйесінде индекстелетін және (немесе) Scopus базасында CiteScore бойынша 70-тен (жетпіс) кем емес процентилі бар рецензияланатын ғылыми басылымдарда жобаның ғылыми бағыты бойынша кемінде 2 (екі) мақала және (немесе) шолу);
- ҒЖБССҚК ұсынған рецензияланатын шетелдік немесе отандық басылымда кемінде 2 (екі) мақала немесе шолу;
Жарияланатын мақалалардың біреуі multidisciplinary (көпсалалы немесе пәнаралық практикалық қолдану) санатында жариялануы тиіс.
Multidisciplinary санатына жатпайтын 1 ҒЖБССҚК тізіміндегі отандық журналдар үшін екі және одан да көп санаттарда индекстелетін 1 және 2 ҒЖБССҚК тізіміндегі журналдар есептеледі.
- немесе Web of Science базасында 1 (бірінші) квартильге ие болып, Science Citation Index Expanded-те индекстелетін немесе Scopus базасындағы CiteScore бойынша 90-нан (тоқсан) кем емес процентилі бар рецензияланатын ғылыми басылымда кемінде 1 (бір) мақала немесе шолу;
- ҒЖБССҚК ұсынған рецензияланатын шетелдік немесе отандық басылымда кемінде 1 (бір) мақала немесе шолу;
Жарияланатын мақалалардың біреуі multidisciplinary (көпсалалы немесе пәнаралық практикалық қолдану) санатында жариялануы тиіс.
Multidisciplinary санатына жатпайтын 1 ҒЖБССҚК тізіміндегі отандық журналдар үшін екі және одан да көп санаттарда индекстелетін 1 және 2 ҒЖБССҚК тізіміндегі журналдар есептеледі.
3
Перовскит тәрізді манганит, феррит/графен оксиді (LMO, LFO/GO) нанокомпозиттерінің электрокаталитикалық реактивтілігін анықтау және оларды электрохимиялық талдаулар арқылы сутегі алу реакциясы үшін зерттеу.
Нанокомпозиттік перовскит тәрізді феррит, манганиттердің/графен оксидінің (LMO, LFO/GO) электрокаталитикалық белсенділігі зерттеледі, ал осы электрод материалдары сутегінің бөліну реакциялары (HER) және оттегінің бөліну реакциялары (OER) үшін CV, LSV, Tafel, EIS сияқты электрохимиялық әдістермен талданады.
3.1
Сутегінің бөліну реакциясы (HER) үшін электрохимиялық жүйе үшін қолайлы реакторлар мен электродтар комбинацияларын әзірлеу және жобаланған жүйеде оңтайландырылған электрокатализаторлардың қатысуымен жоғары тиімділікпен реакцияларды жүргізу.
Жобаланған реактор жүйесінде оңтайландырылған фотоэлектродтардың қатысуымен, сондай-ақ жаңа перовскит тәрізді феррит, манганит/графен оксидінен құралған нанокомпозиттерінің өнімділігін сынау үшін және электрохимиялық сутегі өндіру жүйесі (HER) үшін қолайлы реакторлар мен электрод комбинациялары әзірленетін болады.
3.2
Перовскит тәрізді манганит/графен оксиді кристаларалық әрекеттесулерінің электрокаталитикалық қасиеттерін және олардың HER және OER реакцияларындағы қасиеттері мен байланысын зерттеу және растау.
Тотықтыртыру реакция ортасына қатысты каталитикалық қасиеттер – HER және OER-ге қатысты перовскит тәрізді манганит, феррит/графен оксиді нанобөлшектерінің тотығуы және сутегі (HER) және оттегі (OER) бөлінуімен каталитикалық реактивтілікті есептеу зерттеледі.
Жоба нәтижесінде жарияланады:
- Web of Science базасында импакт-фактор бойынша 1 (бірінші), 2 (екінші) және (немесе) 3 (үшінші) квартильге кіретін, Science Citation Index Expanded-те индекстелетін және (немесе) Scopus базасында CiteScore бойынша 60-тан (алпыс) кем емес процентилі бар рецензияланатын ғылыми басылымдарда жобаның ғылыми бағыты бойынша кемінде 3 (үш) мақала және (немесе) шолу);
- ҒЖБССҚК ұсынған рецензияланатын шетелдік немесе отандық басылымда кемінде 2 (екі) мақала немесе шолу;
Жарияланатын мақалалардың біреуі multidisciplinary (көпсалалы немесе пәнаралық практикалық қолдану) санатында жариялануы тиіс.
Multidisciplinary санатына жатпайтын 1 ҒЖБССҚК тізіміндегі отандық журналдар үшін екі және одан да көп санаттарда индекстелетін 1 және 2 ҒЖБССҚК тізіміндегі журналдар есептеледі.
- немесе Web of Science базасында импакт-фактор бойынша 1 (бірінші), 2 (екінші) және (немесе) 3 (үшінші) квартильге кіретін, Science Citation Index Expanded жүйесінде индекстелетін және (немесе) Scopus базасында CiteScore бойынша 70-тен (жетпіс) кем емес процентилі бар рецензияланатын ғылыми басылымдарда жобаның ғылыми бағыты бойынша кемінде 2 (екі) мақала және (немесе) шолу);
- ҒЖБССҚК ұсынған рецензияланатын шетелдік немесе отандық басылымда кемінде 2 (екі) мақала немесе шолу;
Жарияланатын мақалалардың біреуі multidisciplinary (көпсалалы немесе пәнаралық практикалық қолдану) санатында жариялануы тиіс.
Multidisciplinary санатына жатпайтын 1 ҒЖБССҚК тізіміндегі отандық журналдар үшін екі және одан да көп санаттарда индекстелетін 1 және 2 ҒЖБССҚК тізіміндегі журналдар есептеледі.
- немесе Web of Science базасында 1 (бірінші) квартильге ие болып, Science Citation Index Expanded-те индекстелетін немесе Scopus базасындағы CiteScore бойынша 90-нан (тоқсан) кем емес процентилі бар рецензияланатын ғылыми басылымда кемінде 1 (бір) мақала немесе шолу;
- ҒЖБССҚК ұсынған рецензияланатын шетелдік немесе отандық басылымда кемінде 1 (бір) мақала немесе шолу;
Жарияланатын мақалалардың біреуі multidisciplinary (көпсалалы немесе пәнаралық практикалық қолдану) санатында жариялануы тиіс.
Multidisciplinary санатына жатпайтын 1 ҒЖБССҚК тізіміндегі отандық журналдар үшін екі және одан да көп санаттарда индекстелетін 1 және 2 ҒЖБССҚК тізіміндегі журналдар есептеледі.
-
