2021-2023 жылдарға арналған ғылыми және (немесе)
ғылыми-техникалық жобаларды гранттық қаржыландыру
Жоба тақырыбы: ҚАЗАҚСТАН КӨМІРІНЕН АЛЫНҒАН ГУМИНДІ ПОЛИЭЛЕКТРОЛИТТІ ҚЫШҚЫЛДАР НЕГІЗІНДЕГІ МОДИФИЦИРЛЕНГЕН ОРГАНИКАЛЫҚ БИОПРЕПАРАТТАРДЫҢ ТЕХНОЛОГИЯСЫН ӘЗІРЛЕУ ЖӘНЕ ТӘЖІРИБЕЛІК ӨНДІРІСІН ҰЙЫМДАСТЫРУ
ИРН: AP09260096
Жоба жетекшісі: х.ғ.д. Ермағамбет Б.Т.
Өзектілігі:
Әлемдік көмір
өнеркәсібінің және Қазақстанның қазіргі жағдайы басқа энергия көздерімен
салыстырғанда көмірдің бәсекеге қабілеттілігінің төмендегенін көрсетеді.
Тәжірибе көрсеткендей, көмір өндіруші кәсіпорындардың рентабельділігін арттыру
және экологиялық және экономикалық залалды азайту көмірдің әлеуетін, оның
ішінде көмірдің артық және қосалқы көмір компоненттерін, сондай-ақ өндіру
кезінде көмір қалдықтарын толық көлемде пайдаланған жағдайда мүмкін болады.
Көмірді ғана емес, сонымен қатар үстіңгі қабаттарды, жоғары құны бар өнімдер
мен аралық өнімдерді өндірумен байыту қалдықтарын терең өңдеу технологиялары
ерекше маңызға ие.
Көмір химиясын
дамытудың экономикалық орындылығы шикізат пен өнім бағасының деңгейімен
анықталады. Мысалы, Майкөбе кен орнындағы қоңыр көмірдің 1 тоннасы нарық
жағдайында 45–50 доллар тұрады, онда механикалық-химиялық және электрофизикалық
әсерлер нәтижесінде көмірден алынған 1 тонна гуминдік заттардың құны тазалығына
байланысты халықаралық нарықта 1500–5000 мың долларды құрауы мүмкін. Осы
принциптерді және халықтың денсаулығын сақтаудағы органикалық өндірістің рөлін
түсіне отырып, Еуропалық Одақ жуырда 2030 жылға қарай химиялық пестицидтерді
50%-ға, минералды тыңайтқыштарды 25%-ға қысқарту және құрылымдағы органикалық
егіншілік үлесін еуропалық ауыл шаруашылығы саласында 25%-ға дейін ұлғайту
жоспарларын белгіледі.
Қазіргі уақытта
органикалық өндіріс 181 елде 71,5 миллион гектар аумақта жүзеге асырылады, ал
органикалық өнімдердің әлемдік нарығы 115 миллиард АҚШ долларына бағаланады.
Қазақстанда органикалық тыңайтқыштар 300 мың га жерге қолданылса, өсірілген
өнім Германия мен Ресейге жоғары бағамен (2 есе көп) экспортталады. Қазақстанда
органикалық биологиялық өнімдер нарығы өте үлкен.
Соңғы уақытта
хелатталған түрдегі Fe, Cu, Zn, Mn, Mo, Co және B қосылған калий және/немесе
натрий гуматтары бар органо-минералды микротыңайтқыштар перспективалы болып
саналады. Айта кету керек, синтетикалық лигандтарға негізделген
микротыңайтқыштар (ЭДТА,
ДТПА, ЭДДГА) әдетте сол мақсаттарда
қолданылады. Олар тиімді, бірақ олардың өнеркәсіптік өндірісінде монохлорсірке
қышқылы да, хлорлы көмірсутектерден алынған этилендиамин де қолданылады. Әрине,
мұндай өндіріс адам мен қоршаған ортаға қауіпті.
Бұл мәселелерді шешудің
перспективалы жолдарының бірі Қазақстанның қоңыр көмірлерінен полиэлектролит
қышқылдары негізіндегі гуминді тыңайтқыштарды (гуматтарды) қолдану болып
табылады.
Полиэлектролит
қышқылдарында оң зарядталған функционалдық топтар да болады: пептидтер (-CO -NH
-), азо топтары (-N=N-), аминдер (-NH2, -NH -,> N-), амидтер (- CO-NH2),
иминдер (>C=NH) және теріс зарядты: спирт, фенол және гидроксихинон
гидроксилдері (-OH), альдегид, кетон және хинон карбонилдері (>C=0),
карбоксилдер (-COOH),
метоксилдер (- O-CH3 ) және басқалары. Басқаша айтқанда, гумин
қышқылдары полифункционалды полиэлектролиттер, дәлірек айтқанда, полиамфолиттер.
Жоғарыда айтылғандарға
байланысты ұсынылып отырған жоба полиэлектролиттік гумин қышқылдары негізінде
көп функциялы жаңа модификацияланған органикалық биологиялық өнімдерді (МОБ)
алудың жоғары тиімді технологиясын жасауға бағытталған.
Сонымен, гуминдік
заттарға гумин қышқылдары (гумин қышқылдары, оның ішінде қара және қоңыр,
фульвоқышқылдар мен гиматомелан қышқылдары), гумин және меланин заттары жатады.
ГЗ классификациясы олардың осы қосылыстарды табиғи объектілерден әртүрлі
еріткіштермен алумен байланысты айырмашылығына негізделген.
Қазақстан көмірінен
алынатын гуминді полиэлектролит қышқылдары негізінде органикалық текті жаңа
модификацияланған биопрепараттар жасау идеясы тек ауыл шаруашылығы саласын ғана
емес, сонымен қатар түсті металлургияны, суды тазарту үшін қоршаған ортаны
қорғауды дамытудың жаңа және перспективалы бағыты болып табылады, ауыр
металдардан және металдарды сулы ерітінділерден алу. Орынбасарларда карбоксил,
гидроксил, метоксил және алкил топтары басым. Рамалық бөліктен басқа, гуминді
заттардың полисахарид және полипептид фрагменттерімен байытылған шеткі бөлігі
де болады. Функционалдық топтардың әрекетін мақсатты түрде күшейте аламыз.
Донор-акцепторлық
топтардың болуына байланысты гуминді полиэлектролит қышқылдары әртүрлі
өнеркәсіп салаларында кең қолданыс аясына ие болуы мүмкін. Гуминдік молекулалар
химиялық табиғаты бойынша бір-бірінен ерекшеленетін екі құрылыс блоктарынан
тұрады: ароматты құрылымнан және көмірсу-пептидті перифериядан. Полиэлектролит
қышқылдарының мақсатты металл нанобөлшектерімен модификациясы алынған
өнімдердің белсенділігі мен суда ерігіштігін арттырады.
Гуминді қаңқаны
ыдыратпай, гуминді полиэлектролит қышқылдары негізінде модификацияланған
биологиялық препараттарды алу және сол арқылы негізгі оң қасиеттерді арттыру.
Мақсаты: көмірден
алынатын хелат кешендері негізінде әртүрлі компоненттері бар модификацияланған
органикалық биологиялық өнімдердің (МОБ) тәжірибелік өндірісінің
технологияларын әзірлеу және ұйымдастыру және экологиялық таза органикалық өнімдерді
өсіру үшін өсімдік шаруашылығында пайдалану.
Жобаның негізгі мақсаты
– экологиялық таза технологияны әзірлеу және биологиялық өнімдерді өндіруді
ұйымдастыру және хелатталған кешенді биологиялық өнімдердің (NPK, Si, Ca, Mn,
Co, B, S, Fe). Полиэлектролит қышқылдарының химиялық құрамын, функционалдық
құрамын (гуминді, фульвой, гиматомеландық), хелаттық кешендердің түзілуіндегі
металл нанобөлшектерінің өзара әрекеттесу механизмін, модификацияланған
биологиялық өнімдердің термофизикалық, физика-химиялық, биохимиялық,
биологиялық қасиеттерін, өсімдіктерге әсер ету механизмін зерттеу. Қазақстан
Республикасының әртүрлі топырақтарында дәнді және көкөніс дақылдарынан алынған
хелаттық кешенді биологиялық өнімдердің тиімділігін анықтау мақсатында
апробация және далалық сынақтар жүргізу.
Бұл жұмыстың ғылыми жаңалығы механикалық
активтендіру және көмір қалдықтарынан ультрадисперсия арқылы полиэлектролит
қышқылдарынан хелат кешені түріндегі микроэлементтері бар биологиялық өнімді
алуында.
Тыңайтқыш
қолдану саласы: шаруа, жылыжай шаруашылықтары; әртүрлі ауыл шаруашылығы өнімдерін
өсірумен айналысатын ұйымдар мен компаниялар.
Күтілетін нәтижелер: Жобаны жүзеге
асыру еліміздің азық-түлік қауіпсіздігін жақсартуға, қазақстандық
тұтынушылардың импорттық биотыңайтқыштарға тәуелділігін төмендетуге мүмкіндік
береді. Модификацияланған органикалық тыңайтқыштарды қолдану кез келген
топырақ-климаттық аймақтарда, азайып кеткен және ластанған топырақтарда
ауылшаруашылық өнімдерінің сапасын тиімді жақсартуға және өнімділігін
арттыруға, сондай-ақ топырақ құнарлығын сақтауға және арттыруға көмектеседі.
Қол
жеткізілген нәтижелер: Металл оксидтері мен минералдардың
нанобөлшектері бар полиэлектролиттік гумин қышқылдарының көмірсутекті-пептидті
перифериялық тобын және ароматты қаңқасын модификациялау әдістемесі әзірленді.
Бұл жобаның негізгі нәтижесі
технологиялық регламентті әзірлеу және көмірдің полиэлектролит қышқылдарынан
алынатын биопрепараттардың толық технологиялық тізбегі бар тәжірибелік зауытты
ұйымдастыру болып табылады. Полиэлектролит қышқылдары негізіндегі органикалық
биологиялық өнімдердің тәжірибелік партияларын өндіруге сапа сертификаты мен
техникалық шарттарды алу.
Зерттеу
тобы мүшелерінің аты-жөні, идентификаторларымен
|
№ |
Зерттеу тобы мүшелерінің аты-жөні |
Қызметі |
Идентификаторы (Scopus Author ID, Researcher |
|
1 |
Ермағамбет Б.Т., х.ғ.д., профессор, ҚазҰЖҒА академигі |
Жоба жетекшісі, Бас ғылыми қызметкер, |
· Author ID в Scopus —55734753900, · https://www.scopus.com/authid/detail.uri?authorId=55734753900 · Researcher ID в Web of Science — ABF-5710-2021 · · ORCID ID:0000-0003-1556-9526 |
|
2 |
Касенова Ж.М., т.ғ.к. |
Жоба жетекшісінің орынбасары, жетекші |
· Author ID в Scopus —57193987986, · https://www.scopus.com/authid/detail.uri?authorId=57193987986 · Researcher ID в Web of Science — AAR-7512-2021 · · ORCID ID: 0000-0002-9497-7319 |
|
3 |
Казанкапова М.К., PhD, қауымдастырылған профессор, ҚазҰЖҒА корреспондент мүшесі |
Жетекші ғылыми қызметкер, зертхана |
Author https://www.scopus.com/authid/detail.uri?authorId=56195582800 Researcher https://publons.com/researcher/3716752/maira-kazankapova/ ORCID https://orcid.org/0000-0001-9016-3062 |
|
4 |
Каленова А.М., магистр |
Кіші ғылыми |
ORCID ID: |
|
5 |
Саулебекова М.Е., |
Кіші ғылыми |
ORCID ID: 0000-0002-7004-242 |
|
6 |
Имбаева Д.С., |
Кіші ғылыми |
ORCID ID: 0000-0002-9365-7612 https://orcid.org/0000-0002-9365-7612 |
|
7 |
Маслов Н.А., специалист |
Инженер-энергетик |
— |
|
8 |
Сәулегелді И.Т., бакалавр |
Химик-технолог |
— |
Жарияланымдар мен патенттер тізімі
Жоба бойынша 2021 жылы
13 мақала мен тезистер жарияланды: шетелдік басылымдарда 2 мақала, оның 1-і
нөлдік емес импакт-фактормен (Web of Science), 2 мақала рецензияланған отандық
нөлдік емес импакт-фактор бар ғылыми басылымдарда (БҒСҚК),
шетелдік халықаралық конференцияда 9 реферат баяндама, өнертабысқа 1 патент
алды.
1 мақала Science
Citation Index Expanded Web of Science дерекқорында индекстелген рецензияланған
ғылыми жарияланымдардағы импакт-факторы нөлдік емес шетелдік басылымдағы :
Yermagambet B.T., Kasenov B.K., Kazankapova M.K.,
Kassenova Zh.M., Kuanyshbekov, E.E., Nauryzbaeva, A.T. Physicochemical and
Electrophysical Properties of Carbon Materials Based on Humic Acids // Solid
Fuel Chemistry, 2021, 55 (1), 41–46. DOI: 10.3103/S036152192101002X (IF-0.937,
Q3).
https://link.springer.com/article/10.3103%2FS036152192101002X
Шетелдік басылымда 1 мақала: Kukhar E.V.,Yermagambet B.T., Kassenova Zh.M.,Kazankapova M.K., Baylina G.E. Analysis of
influence of feed additives on humate оf potassium on productivity of agricultural
animals// Journal «Qalam». Academic, Research Journal of Paktia University,
221, № 11, Р. 260-268.
БҒСҚК ұсынған отандық немесе шетелдік ғылыми
басылымдардағы 2 мақала:
1. Yermagambet B.T., Kazankapova M.K., Nauryzbayeva A.T., Kassenova Zh.M.
Synthesis of carbon nanofibers based on humic acid and polyacryonitrile by
electrospinning method // News of the national academy of sciences of the
republic of kazakhstan series chemistry and technology, №3 (447). 2021. Р. 103 – 110. (КОКСОН,
IF-0,053) https://journals.nauka-nanrk.kz/chemistry-technology/article/view/2140
2. Yermagambet B.T., Kazankapova
M.K., Kassenova Zh.M. Preparation of a composite based on humic acid and
silicon oxide // Reports of the national academy of sciences of the republic of
Kazakhstan, №5 (339). 2021. Р. 119 – 125. (КОКСОН, IF-0,087). https://journals.nauka-nanrk.kz/reports-science/article/view/2414
9 тезис баяндамалары Халықаралық конференцияларда:
1. Bailina G.E., Kukhar Ye.V.,
Yermagambet B.T, Kassenova J.M. The influence of Kazakhstan potassium humate on
the productivity of beef cattle // Sixth International Conference of the CIS
IHSS on humic innovative technologies «Humic substances and ecoadaptive
technologies» (HIT-2021) September 25–29, 2021, Moscow, Russia. – P.9.
2. Yermagambet B.T., Kazankapova
M.K., Kassenova Zh.M. Preparation of composite adsorbents based on humic acid
and silicon oxide // Sixth International Conference of the CIS IHSS on humic
innovative technologies «Humic substances and ecoadaptive
technologies» (HIT-2021) September 25–29, 2021, Moscow, Russia. – P.13-14.
3. Kassenova Zh.M., Yermagambet
B.T., Konysbayeva D.T., Kazankapova M.K., Kuchekbayeva G.B., Imbayeva D.S.,
Saulebekova M.E. Organic fertilizer based on basic potassium humate and their
prospects // Sixth International Conference of the CIS IHSS on humic innovative
technologies «Humic substances and ecoadaptive technologies»
(HIT-2021) September 25–29, 2021, Moscow, Russia. – P.44-45.
4. Yermagambet B.T., Kasenov B.K.,
Kazankapova M.K., Kasenova Zh.M., Kuanyshbekov E.E. Electrophysical
characteristics of an activated composite based on humic acid and microspheres
// Sixth International Conference of the CIS IHSS on humic innovative
technologies «Humic substances and ecoadaptive technologies»
(HIT-2021) September 25–29, 2021, Moscow, Russia. – P.76.
5. Yermagambet B.T., Kazankapova
M.K., Kassenova Zh.M., Baylina G. Obtaining fulvic acid from oxidized coal of
Kazakhstan // Sixth International Conference of the CIS IHSS on humic
innovative technologies «Humic substances and ecoadaptive
technologies» (HIT-2021) September 25–29, 2021, Moscow, Russia. – P.77-78.
6. Yermagambet B.T., Kazankapova
M.K., Kassenova Zh.M., Nauryzbayeva A.T. Synthesis of carbon nanofibers based
on humic acid and polyacrylonitrile by electrospinning method // Sixth
International Conference of the CIS IHSS on humic innovative technologies
«Humic substances and ecoadaptive technologies» (HIT-2021) September
25–29, 2021, Moscow, Russia. – P.78-79.
7.
Ермагамбет Б.Т., Касенова Ж.М., Казанкапова М.К, Саулебекова М.Е , Имбавева
Д.С. Перспектива получения модифицированных биоудобрений на основе гуминовых
полиэлектролитных кислот // Х Международный Российско-Казахстанский Симпозиум
«Углехимия и экология Кузбасса Кемерово. — 12-13 июля. – 2021.- С.28.
8.
Ермагамбет Б.Т., Казанкапова М.К, Касенова Ж.М., Байлина Г. Получение фульвовой
кислоты из окисленного угля Казахстана // Х Международный
Российско-Казахстанский Симпозиум «Углехимия и экология Кузбасса Кемерово. —
12-13 июля. – 2021.- С.30.
9.
Казанкапова М.К, Ермағамбет Б.Т., Касенова Ж.М., Байлина Г. Получение
композитных адсорбентов на основе гуминовой кислоты и оксида кремния // Х
Международный Российско-Казахстанский Симпозиум «Углехимия и экология Кузбасса
Кемерово. — 12-13 июля. – 2021.- С.44.
Қазақстан Республикасының
өнертабысқа патенті No 35020.
23.04.2021 жылы тіркелді «Способ
получения гуминовых веществ из окисленных выветрелых и бурых углей». Авторлары: Ермағамбет Б.Т., Касенова Ж.М, Нургалиев
Н.У, Казанкапова М.К.
Свежие комментарии