Тема: Получение функциональных сорбентов для селективного

14.625.21.0034
<Номер постера>
Федеральная целевая программа
«Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического
комплекса России на 2014—2020 годы»
Рациональное природопользование
Тема: Получение функциональных сорбентов для селективного извлечения тяжелых металлов, в том числе
радиоактивных изотопов
Соглашение N 14.625.21.0034
на период 2015 – 2017 гг.
Руководитель проекта: главный научный сотрудник-заведующий
лабораторией, д.х.н. Цирульникова Нина Владимировна
Получатель субсидии: Федеральное государственное унитарное предприятие "Государственный ордена Трудового Красного
Знамени научно-исследовательский институт химических реактивов и особо чистых химических веществ"
Цели и задачи проекта
Цели:
•
Задачи:
Предоставление промышленным предприятиям новых средств для более эффективной, по сравнению с
Разработать методику получения и изготовить экспериментальные образцы необходимых мономеров для
•
существующими технологиями, очистки сточных вод, содержащих ионы тяжелых металлов.
•
•
синтеза сорбционных материалов.
Снижение экологической нагрузки на природу внедрением экологически безопасных технологий очистки
различных сточных вод производств с использованием новых средств.
алифатических аминов, содержащих пропионовые и ацетатные группы, а также их алифатические
Повышение экономической эффективности работы предприятий за счет повторного использования,
производные для синтеза сорбционных материалов.
выделенного из сточных вод, исходного сырья.
•
Разработать методику получения и изготовить экспериментальные образцы комплексонов на основе
•
Разработать методику получения и изготовить экспериментальные образцы необходимых сорбционных
•
Разработка новых методов синтеза производных этилендиамина и 1,3-диамино-2-пропанола, содержащих
материалов.
пропионовые группы, в качестве селективных реагентов на ионы меди.
•
Провести исследовательские испытания полученных образцов сорбционных материалов.
Исследование и создание новых материалов и методов их синтеза для получения функциональных
•
Выбрать оптимальный вариант состава сорбционного материала.
сорбентов, обладающих повышенной способностью связывать ионы тяжелых металлов, в том числе
•
Разработать лабораторный технологический регламент получения сорбционного материала.
радиоактивных изотопов из водных растворов.
•
Создать лабораторную установку для получения сорбционного материала.
•
Разработка лабораторного технологического регламента получения материала, обладающего
•
Изготовить лабораторный образец сорбционного материала.
•
Создание лабораторной установки для получения материалов, обладающих повышенной способностью
•
Разработать предложения и рекомендации по реализации результатов, проведённых исследований в
•
связывать ионы тяжелых металлов, в том числе радиоактивных изотопов.
реальном секторе экономики.
Актуальность:
С интенсивным развитием таких отраслей промышленности как электрохимия, атомная энергетика, добыча полезных ископаемых, производство минеральных удобрений, производство аккумуляторов, производство
пестицидов значительно увеличивается объём сточных вод, содержащих ионы тяжелых металлов и требующих утилизации с предварительным извлечением подобных ионов.
Для решения данной проблемы предложены синтетические полимерные сорбенты.
Синтетические полимерные сорбенты характеризуются достаточно высокой физической и химической устойчивостью, термостойкостью, являются относительно инертными и устойчивы к агрессивным средам. Благодаря
развитой пространственной структуре и обусловленной этим большой удельной поверхностью, полимерные сорбенты характеризуются высокой сорбционной ёмкостью и их можно применять для сорбции и в статических,
и в динамических условиях, регенерировать и использовать многократно, что весьма важно с экономической точки зрения.
Ожидаемые результаты проекта
Перспективы практического использования
•Лабораторный технологический регламент получения сорбционного материала
Комплексоны на основе алифатических диаминов и сорбенты на их основе, обладающие практически
•Лабораторная установка для получения сорбционного материала.
важными комплексообразующими свойствами, могут быть использованы в качестве аналитических
•Лабораторный образец сорбционного материала, полученный на лабораторной установке.
селективных реагентов к ионам Cu(II), потенциальных реагентов для травления меди, в том числе в
•Проект технического задания на проведение ОТР по теме «Разработка технологии получения сорбционных
качестве синтонов для синтеза соединений с заранее заданными свойствами, хелоновых смол.
материалов для функциональных сорбентов для селективного извлечения тяжелых металлов, в том числе
Лабораторные технологические регламенты функциональных сорбентов для селективного извлечения
радиоактивных изотопов».
тяжелых металлов могут быть использованы для создания новых ресурсосберегающих, малоэнергоемких,
малоотходных производств.
Предложенные сорбционные материалы на основе содержащих краун-эфирные фрагменты полиимиды
матрицы и комплексоны (на основе алифатических диаминов) могут быть применены в таких отраслей
промышленности как электрохимия, атомная энергетика, добыча полезных ископаемых, производство
минеральных удобрений, производство аккумуляторов, производство пестицидов для очистке сточных вод
от ионов тяжелых металлов, в том числе радиоактивных изотопов.
Результаты исследовательской работы, полученные в 2015 г.
За счет средств субсидии
•
Написан аналитический обзор современной научно-технической, нормативной, методической литературы,
За счет внебюджетных средств:
•
затрагивающей научно-техническую проблему, исследуемую в рамках ПНИЭР.
•
Проведены патентные исследования в соответствии с ГОСТ Р 15.011-96.
•
Произведен выбор и обоснование направления исследований с целью определения оптимального
содержащих пропионовые и ацетатные группы и их этерифицированных производных для возможного
расширения потенциальных рынков продаж конечных сорбционных материалов на их основе.
•
варианта направления исследований на основе анализа состояния исследуемой проблемы, в том числе
реагентов.
•
исследований.
•
Проведено исследование, выбор и обоснование:
•
Проведена сравнительная оценка существующих сорбентов на основе полимерных материалов и
комплексонов и оценка их коммерческого потенциала.
•
в) метода получения диангидридов кислот для синтеза сорбционных материалов;
Проведен анализ возможности применения в одном материале для получения сорбента, как
комплексонов, так и краун-эфирных фрагментов, для расширения коммерческой значимости результатов
г) метода получения диаминов для синтеза сорбционных материалов;
д) методов получения комплексонов на основе алифатических аминов, содержащих пропионовые и
Разработаны ретросинтетические схемы получения диаминов для синтеза сорбционных материалов для
оценки альтернативных способов синтеза из коммерчески доступных исходных реагентов.
а) строения и структуры полиимидной матрицы;
б) строения и структуры краун-эфирных фрагментов;
Разработаны ретросинтетические схемы получения диангидридов кислот для синтеза сорбционных
материалов, для оценки альтернативных способов синтеза из коммерчески доступных исходных
результатов патентных исследований, и сравнительной оценки вариантов возможных решений с учетом
результатов прогнозных исследований, проводившихся по аналогичным работам направления
Проведен анализ областей применения комплексонов в ряду производных алифатических аминов,
ПНИ.
•
ацетатные группы и их этерифицированных производных для синтеза сорбционных материалов;
Проведены маркетинговые исследования рынка полимерных сорбционных материалов и исходных
веществ, применяемых для синтеза полимерных сорбционных материалов.
е) метода получения аминокраун-эфиров для синтеза сорбционных материалов.
Партнеры проекта
Индустриальный партнер: Общество с ограниченной ответственностью ООО «Химтех» (предоставляет внебюджетное
финансирование в размере 20 850 000 руб. на весь срок выполнения соглашения).
Для достижения целей ПНИЭР в рамках соглашения о научно-техническом сотрудничестве был создан Консорциум
исполнителей ПНИЭР, что позволяет сочетать и дополнять материальные , кадровые и интеллектуальные ресурсы
отдельных институтов, расширять исследовательские и инновационные возможности в целом и каждой стороны в
отдельности. В состав участников входит малое инновационное предприятие ООО «ИнХимСинтез».
14.625.21.0034
<Номер постера>