«8D05306 - Химия» мамандығы бойынша философия докторы (PhD) дәрежесін алу үшін Парманбек Нұрсанат диссертациясын қорғауы
Л.Н. Гумилев атындағы Еуразия ұлттық университетінде философия докторы (PhD) дәрежесін алу үшін Парманбек Нұрсанат «8D05306 – Химия» мамандығы бойынша «Су орталарын ластаушы заттардың әр түрлі кластарынан тазартуға арналған модификацияланған композиттік тректі мембраналар жасау» тақырыбында диссертациясы қорғалады.
Диссертация Л.Н.Гумилев атындағы Еуразия ұлттық университетінің «Химия» кафедрасында орындалды.
Қорғау тілі - қазақ тілінде
Рецензенттер:
Онгарбаев Ердос Калимуллаулы - ғылым докторы, профессор, Әл-Фараби атындағы Қазақ ұлттық университеті
Кудайбергенов Саркыт Елекенович - ғылым докторы, профессор
Диссертациялық кеңестің уақытша мүшелері:
Мангазбаева Рауаш Амантаевна
Абдиев Калдибек Жамшаевич - ғылым докторы, профессор
Нуршат Нураджи
Мусабаева Бинур Хабасовна - ғылым кандидаты, профессор
Бакибаев Абдигали Абдиманапович - ғылым докторы, профессор
Тажбаев Еркеблан Муратович
Ғылыми кеңесшілер:
• Джакупова Жанар Ерекеевна – «Л.Н. Гумилев атындағы Еуразия ұлттық университеті» КеАҚ, химия кафедрасының доценті, химия ғылымдарының кандидаты, доцент, Астана қ., Қазақстан Республикасы; • Машенцева Анастасия Александровна – «Ядролық физика институты» ШЖҚ РМК, Астаналық филиалының тректі мембраналар технологиялық зертханасының меңгерушісі, РhD, қауымдастырылған профессор, Астана қ., Қазақстан Республикасы;
Murat Barsbay – Хаджеттепе университеті, ғылым факультеті, химия кафедрасының профессоры, PhD, Анкара қ., Түркия
Қорғау 2023 жылғы 26 желтоқсан, сағат 14:00 Л.Н. Гумилев атындағы Еуразия ұлттық университетінің «8D05306 – Химия» мамандығы бойынша «8D053 – Физикалық және химиялық ғылымдар» кадрларды даярлау бағыты бойынша диссертациялық кеңесте өтеді. Диссертациялық кеңес мәжілісі онлайн форматта өткізіледі деп жоспарлануда.
Сілтемесі: https://rb.gy/xy1p98
Мекен-жайы: Online Microsoft Teams
Аңдатпа (қаз.): «8D05306 – Химия» білім беру бағдарламасы бойынша философия докторы (PhD) дәрежесін алу үшін ұсынылған Парманбек Нұрсанаттың «Су орталарын ластаушы заттардың әр түрлі кластарынан тазартуға арналған модификацияланған композиттік тректі мембраналар жасау» тақырыбындағы диссертациялық жұмысына АҢДАТПА Диссертациялық зерттеудің жалпы сипаттамасы. Диссертациялық жұмыс функционалдық мономерлермен және металл нанобөлшектерімен модификацияланған полиэтилентерефталат (ПЭТФ) негізіндегі гибридті тректі мембраналар синтезінің ерекшеліктерін анықтауға және осы гибридті композиттерді сулы ортадағы органикалық және бейорганикалық ластағыш заттардың әртүрлі кластарынан тазарту үшін пайдалануды зерттеуге арналған. Диссертациялық жұмыс докторанттың ҚР Білім және ғылым министрінің 30.04.2020 жылғы №170 Бұйрығымен өзгерістер енгізілген Қазақстан Республикасы Білім және ғылым министрінің 2011 жылғы 31 наурыздағы №127 (нормативтік құқықтық актілерді мемлекеттік тіркеу тізілімінде № 6951 болып тіркелген) бұйрығымен бекітілген дәрежелерді беру қағидаларының 5-1 тармақтарына және ҚР Ғылым және жоғары білім министрінің м.а. 09.01.2023 жылғы № 7 өзгертулері енгізілген ҚР Білім және ғылым министрінің 09.03.2021 жылғы №98 бұйрығының талаптарына сәйкес жариялаған мақалалар сериясы түрінде ұсынылады. Зерттеудің өзектілігі. Тау-кен өндіру және өңдеу өнеркәсібінің кең ауқымды дамуының техногендік дәуірінде улы заттармен ластанған суды тиімді тазарту ең өзекті мәселе болып табылады. Өнеркәсіптік және тоқыма бояғыштары жоғары улы және канцерогенді органикалық қосылыстардың тобын білдіреді. Дүниежүзілік банктің бағалауы бойынша, әлемдегі судың ластанғаны 20%-ға жуығы бояғыш заттармен байланысты. Бояғыштардың өте жоғары реактивтілігі және экстремалды уыттылығы қоршаған ортаға елеулі қауіп төндіреді. Фармацевтикалық препараттар мен ауыр металдар су ортасына коммуналдық және өнеркәсіптік ағынды сулардың ағызылуы арқылы түсіп, су тазарту жүйелеріндегі ағынды суларды тазартудың дәстүрлі процестерін нашарлатып, тірі ағзаларды улайды. Суды фильтрациялау және коагуляциялаудың қолданыстағы өнеркәсіптік технологиялары ластаушы заттарды жоймай тек концентрлейді. Дәстүрлі тұндыру әдістері, химиялық және мембраналық технологиялар қымбат және экожүйеде улы екіншілік ластаушы заттарды тудыруы мүмкін. Демек, ластаушы заттардың әртүрлі кластарына қарсы тиімділігі жоғары практикалық және қолжетімді катализаторлар мен сорбенттер жасау өте өзекті, сұранысқа ие және қажетті міндет болып табылады. Зерттеудің мақсаты. Функционалды мономерлермен және металл нанобөлшектерімен модификацияланған полиэтилентерефталат (ПЭТФ) негізіндегі гибридті тректі мембраналарының синтезі, сондай-ақ осы гибридті композиттерді органикалық және бейорганикалық ластаушы заттардың әртүрлі кластарынан сулы орталарда тазарту процестерінде пайдалану мүмкіндігін зерттеу. Бұл мақсатқа жету келесі міндеттерді шешуді қамтиды: 2-(диметиламино) этилметакрилатпен (PDMAEMA) ПЭТФ ТМ-ді РАФТ-делдалдық модификациясын және күміс нанобөлшектерін иммобилизациялауды қолдану арқылы ГТМ синтезінің ерекшеліктерін зерттеу. Модельдік жүйелерде As(III) иондарын сорбциялық жою процестерінде Ag@PET-g-PDMAEMA гибридті ТМ тиімділігіне күміс нанобөлшектерімен тұрақтандыру процесінің әсерін зерттеу. Pd@PET-g-PVP ГTM құрамындағы палладий нанобөлшектерінің құрылымына тотықсыздандырғыш табиғатының әсерін зерттеу және антибиотик метронидазолды фотокаталитикалық ыдырату реакциясында ГTM қолдану мүмкіндігін зерттеу. Полиакрил қышқылымен модификацияланған ПЭТФ ТМ негізіндегі мыс нанокластерлерінің радиациялық-химиялық синтезі процесіне иондаушы сәулелену көзінің әсерін салыстырмалы зерттеу. Гамма-сәулелену және электронды сәулені қолдану арқылы синтезделген полиакрил қышқылы және мыс нанокластерлері негізіндегі ГТМ қатысында метилен көк бояуының фотокаталитикалық ыдырау реакциясының кинетикалық және термодинамикалық ерекшеліктерін зерттеу. Зерттеу нысаны. Функционалды мономерлер мен металл нанобөлшектерімен модификацияланған ПЭТФ TM жасалған микрокеуекті полимер үлгілеріне негізделген гибридті композиттік материалдар. Жұмыстың мемлекеттік ғылыми бағдарламалар жоспарымен байланысы. Бұл жұмыс Қазақстан Республикасы Ғылым және жоғары білім министрлігінің «Қоршаған ортаны қорғауға арналған модификацияланған композиттік тректі мембраналар жасау» (ЖТН AP08855527, іске асыру мерзімі 2020-2022 жылдары), «Қазақстанның эндемикалық өсімдіктерінен биогенді катализаторлар мен сорбенттерді әзірлеу және қоршаған ортаға қолдану» (ЖТН AP09057856, іске асыру мерзімі 2021-2023 жылдары) «Фотокаталитикалық белсенді ионды-тректі мембраналық композиттердің радиациялық индукциялық және шаблондық синтезі» АЭХА F22070 гранттық бағдарламасы (келісім-шарт № 23152, іске асыру мерзімі 2019-2023 жылдары) гранттық қаржыландыру жобалары аясында жүзеге асырылды. Жұмыстың ғылыми жаңалығы. - Алғаш рет ПЭТФ TM УК-индукциялау және РАФТ полимерлеу арқылы 2-(диметиламино) этилметакрилатпен (DMAEMA), винил-1-пирролидон-2 (VP) және акрил қышқылымен (АА) ПЭТФ ТМ егу арқылы модификацияланды. - ПЭТФ TM PDMAEMA модификациясының оңтайлы шарттары анықталды, бұл PDMAEMA-мен егудің жоғары дәрежесі мен мембрананың механикалық және технологиялық сипаттамаларын сақтайды. PET-g-PDMAEMA үлгілерін квартенизациялау кезеңі күміс нанобөлшектерін иммобилизациялау тиімділігін айтарлықтай арттырады, алайда мембрананың механикалық беріктігі минималды болады. - PET-g-PDMAEMA бетіндегі және кеуектеріндегі күміс нанобөлшектерінің иммобилизациясы бастапқы үлгілермен салыстырғанда ГTM-де мышьяк(III) иондарының сорбциясын 60%-ға арттырды. Мышьяк (III) иондарының сорбция процесінің сенімділігі псевдоекінші ретті Фрейндлих адсорбция изотермасының моделіне сәйкес келеді. - РАФТ полимерлеу әдісін қолдану арқылы ПЭТФ ТМ PVP модификациясы бойынша жүйелі зерттеулер жүргізілді және оңтайлы модификация шарттары анықталды (егу уақыты – 360 мин; еріткіш – су; мономер концентрациясы – 20%). Палладий нанобөлшектерін иммобилизациялауда жасыл химияның талаптарына сәйкес келетін тотықсыздандырғыш агенттің 4 түрі қолданылды - аскорбин қышқылы (АА), Betula Pendula Roth өсімдік сығындысы (BPR), натрий боргидриді (SBH) және термиялық тотықсыздандыру техникасы (TR). АА қолдану BPR және TR әдісімен салыстырғанда палладий нанобөлшектерінің 3 есе тиімді иммобилизациясын қамтамасыз етеді. Метронидазолдың (МТЗ) ыдырау реакциясында алынған ГТМ каталитикалық белсенділігін зерттегенде, Pd_Asc@PVP-g-PET ГTM тиімдірек және 180 минут ішінде МТЗ 90% ыдыратады және қатарынан 10 сынақ циклі бойындағы қасиеттерін сақтайды. - Алғаш рет жеделдетілген электронды сәуленің әсерінен ПЭТФ ТМ-ның (поли) акрил қышқылымен (PАА) полимерленуі бойынша зерттеулер жүргізілді. Оңтайлы егу шарттары анықталды. Жеделдетілген электрондармен сәулелендіру 100 кГр дозада нанобөлшектер өлшемдерінің шағын таралуымен үлгінің бүкіл көлемі бойынша біртекті мыс гидроксиді нанобөлшектерін синтездеуге мүмкіндік беретіні анықталды, ал γ-сәулелерімен сәулелендіру кристалдылығы жоғары кристалды мыс нанокластерлері бар композиттерді алуға мүмкіндік береді. - Мыс және полиакрил қышқылды нанокластерлер негізіндегі ГТМ қатысында MК бояуының фотокаталитикалық ыдырау реакциясының кинетикалық және термодинамикалық ерекшеліктерін зерттеу кезінде синтезделген Cu(OH)2@PET-g- PAA шамамен 91,9% бояуды ыдыратты, ал Cu@PET-g-PAA үшін тек 83,9% және олардың тиімділігі қатарынан 12 цикл үшін сақталады. Қорғауға ұсынылған диссертацияның негізгі ережелері: 2-(диметиламино)этилметакрилаттың (мономер концентрациясы - 20%, егу уақыты - 60 мин, еріткіш - ацетон:су, егу дәрежесі - 20%) тиімді егілуін қамтамасыз ететін полимер ПЭТФ шаблонының РАФТ модификациясы үшін оңтайлы жағдайларда күміс нанобөлшектерінің 5 сағат ішінде иммобилизациялану дәрежесі 9 мг/см2 құрайды. PET-g-PDMAEMA TM (Ag@PET-g-PDMAEMA) кеуектеріндегі және бетіндегі күміс нанобөлшектерін иммобилизациялау PET-g-PDMAEMA TM (56,0%) үлгілерімен салыстырғанда мышьяк (III) иондарының (85,6%) тиімдірек сорбциясын қамтамасыз етеді. Тотықсыздандырғыш ретінде аскорбин қышқылын пайдалану Pd@PVP-g-PET ГTM-де палладий нанобөлшектерінің тиімдірек тұрақтануын қамтамасыз етеді және метронидазолды фотокаталитикалық жою реакциясында осы ГTM-дердің жоғары каталитикалық белсенділігін қамтамасыз етеді. Электрондық сәуленің көмегімен синтезделген ГTM құрамы Cu(OH)2@PET-g-PAA, метилен көк бояуының шамамен 91,9%-ын каталитикалық ыдыратады, ал γ-сәулелері арқылы синтезделген үлгілерде – тек 83,9%. Жұмыстың практикалық маңыздылығы. Модификацияланған композиттік катализаторлар мен сорбенттердің қасиеттерін синтездеу және зерттеу бойынша алынған зерттеу нәтижелері гибридті композиттік материалдарды жетілдіруде және оларды су ортасынан ластаушы заттарды тазарту үшін қолдану аясын кеңейтуде әлеуетті қолдану мүмкіндігіне ие. Атап айтқанда, фармацевтика, металлургия өнеркәсібінің ағынды суларын тазарту және ауыр металл иондарын сорбциялау, антибиотиктер мен органикалық бояғыштарды 90%-ға дейін ыдырату үшін перспективті болып табылады. Автордың диссертациялық зерттеуге қосқан жеке үлесі әдеби дереккөздерді талдау, тәжірибелік-есептеу жұмыстарын жүргізу, теориялық негіздеу, жалпылау, алынған нәтижелерді талқылау, графиктерді дайындау және ресімдеу, мақаланың қолжазбасын дайындап негіздеуден тұрады. Жұмысты апробациялау. Диссертацияның негізгі ережелері, қорытындылары мен ғылыми нәтижелері халықаралық конференцияларда баяндалып, талқыланды: Химия және химиялық технология бойынша ХІ халықаралық Бірімжанов съездінің еңбектері (Алматы, 2021); The 10th International Conference on Nanomaterials and Advanced Energy Storage Systems (Нур-Султан, 2022); Ionizing radiation and polymers symposium - IRaP 2022 (Nara, Japan); Международная научная конференция «Наука и образование 2023» (Нур-Султан, 2023). Жарияланымдар. Диссертациялық зерттеудің негізгі нәтижелері жарияланған 8 жұмыста көрсетілген, оның ішінде Clarivate Analytics (Clarivate Analytics) Journal Citation Reports (Журнал Цитэйшэн Репортс) импакт-фактор бойынша бірінші және/немесе екінші квартильге енгізілген ғылыми жарияланымдардағы 3 мақала; Республикалық және халықаралық конференциялар материалдарындағы 5 жұмыс; Journal Citation Reports бойынша импакт-фактордың бірінші және/немесе екінші квартиліне енгізілген ғылыми жарияланымдардағы барлық 3 мақалада ізденуші бірінші автор болып табылады. Parmanbek N., Sütekin D.S., Barsbay M., Mashentseva A.A., Zheltov D.A., Aimanova N.A., Jakupova Zh.Ye., Zdorovets M.V. «Hybrid PET Track-Etched Membranes Grafted by Well-Defined Poly(2-(Dimethylamino)Ethyl Methacrylate) Brushes and Loaded with Silver Nanoparticles for the Removal of As(III)» // Polymers. – 2022. – Vol.14 (19). – P. 4026. (25 p.), (Q1 – Polymer Science, Q1 – Polymers and Plastics). Materials Science (Polymers and Plastics) – 76%, Chemistry (General Chemistry) – 76%. Parmanbek N., Sütekin D.S., Barsbay M., Aimanova N.A., Mashentseva A.A., Alimkhanova A.N., Zhumabayev A.M., Yanevich A., Almanov A.A., Zdorovets M.V. «Environmentally friendly loading of palladium nanoparticles on nanoporous PET track-etched membranes grafted by poly(1-vinyl-2-pyrrolidone) via RAFT polymerization for the photocatalytic degradation of metronidazole» // RSC Advances – 2023. – Vol. 13(31). – P.18700. (15 p.), Q2 – Chemical Engineering (miscellaneous), Q2 – Chemistry (miscellaneous). Chemical Engineering (General Chemical Engineering) – 78 %, Chemistry (General Chemistry) – 77%. Parmanbek N., Aimanova N.A., Mashentseva A.A., Barsbay M., Abuova F.U., Nurpeisova D.T., Jakupova Zh.Ye., Zdorovets M.V. «e-Beam and γ-rays Induced Synthesis and Catalytic Properties of Copper Nanoclusters-Deposited Composite Track-Etched Membranes» // Membranes. – 2023. – Vol.13(7). – P.659. (21 p.), (Q2 – Polymer science, Q2 – Chemical Engineering (miscellaneous). Chemical Engineering (miscellaneous) – 61 %, Chemical Engineering (Filtration and Separation) – 52%, Chemical Engineering (Process Chemistry and Technology) – 47%.
Зерттеулерді этикалық бағалау жөніндегі комиссияның қорытындысы
Диссертациялық кеңестің шешімі
Диссертация қорғауының бейнежазбасы: https://youtu.be/clet26yrJ5Q?si=uGwC_oDdZbhXFafv
