«8D05306 - Химия» мамандығы бойынша философия докторы (PhD) дәрежесін алу үшін Алтынбаева Лилия Шарифулловна диссертациясын қорғауы
Л.Н. Гумилев атындағы Еуразия ұлттық университетінде философия докторы (PhD) дәрежесін алу үшін Алтынбаева Лилия Шарифулловна «8D05306 – Химия» мамандығы бойынша «Полимерлік тректік мембраналар мен мыстың микроқұрылымдары негізінде композиттік материалдардың каталитикалық және сорбциялық қасиеттерін зерттеу» тақырыбында диссертациясы қорғалады.
Диссертация Л.Н.Гумилев атындағы Еуразия ұлттық университетінің «» кафедрасында орындалды.
Қорғау тілі - орыс тілінде
Рецензенттер:
Нечаев Александр Николаевич
Зазыбин Алексей Георгиевич
Диссертациялық кеңестің уақытша мүшелері:
Копишев Эльдар Ертаевич - ғылым кандидаты, Л.Н.Гумилев атындағы Еуразия ұлттық университеті, Кафедра меңгерушісі
Гавриленко Михаил Алексеевич - ғылым докторы, профессор, Ғылыми зерттеу Томск политехникалық университеті, профессор
Байкенов Мурзабек Исполович - ғылым докторы, профессор, Е.А. Бөкетов атындағы Қарағанды мемлекеттік университеті, профессор
Аубакиров Ермек Айтказынович - ғылым докторы, доцент, Әл-Фараби атындағы Қазақ Ұлттық университеті, Кафедра меңгерушісі
Ефремов Сергей Анатольевич - ғылым докторы, профессор, Әл-Фараби атындағы Қазақ Ұлттық университеті, профессор
Токпаев Рустам Ришатович - ғылым докторы, профессор, Әл-Фараби атындағы Қазақ Ұлттық университеті, Зертхана меңгерушісі
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, профессор, Астана қ., Қазақстан Республикасы;
Murat Barsbay – Хаджеттепе университеті, ғылым факультеті, химия кафедрасының профессоры, PhD, Анкара қ., Түркия.
Қорғау 2024 жылғы 17 сәуір, сағат 15:00 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/0ym9rp
Мекен-жайы: Microsoft Teams платформасында
Аңдатпа (қаз.): Жұмыстың жалпы сипаттамасы Диссертациялық жұмыс мыстың полимерлік трек мембраналары мен микроқұрылымдарының негізіндегі композиттік материалдардың көмегімен ағын суларды бейорганикалық және органикалық ластаушылардың ыдырауының кинетикалық және термодинамикалық сипаттамаларын зерттеуге арналған. рН, тұндыру уақытына және полмерлік темплатты активациялау санына байланысты мыстың НБ химиялық тұндыру үдерісі зерттелді. Диссертациялық жұмыс Қазақстар Республикасы Білім және ғылым министрінің 31.03.2011 жылғы № 127 бұйрығымен бекітілген (Нормативтік құқықтық актілерді мемлекеттік тіркеу тізілімінде № 6951 тіркелген), ҚР Білім және ғылым министрі 30.04.2020 жылғы № 170 бұйрығымен енгізілген өзгерістер ескерілген Дәрежелерді беру қағидаларының 5-1 тармағының талаптарына сәйкес және ҚР Білім және ғылым министрінің 09.03.2021 жылғы № 98 бұйрығына сәйкес докторант жариялаған мақалалардың топтамасы түрінде ұсынылды. Тақырыптың өзектілігі Наноөлшемді материалдардың (НМ) бірегей қасиеттері, олардың реактивтілігі мен тиімділігі жер үсті құбылыстарындағы дәстүрлі тәсілдермен салыстырғанда жоғары потенциалмен сипатталады. Белсенді функционалдық топтармен модификацияланған НМ қосымша нақты қасиеттер береді және материалдың функционалдық сипаттамаларына әсер етеді. Атап айтқанда, тиімді катализаторлар ретінде мыс микро- және наноқұрылымдар негізіндегі композиттік трек материалдарды (КТМ) пайдалану мүмкіндігі ароматты қосылыстарды дегидрлеу реакцияларында атап өтілді. Жаңа буынның функционалды материалдарын өндірудің төмен шығынды, жоғары тиімді экологиялық әдістерін әзірлеуге қойылатын талаптардың артуы аясында шұғыл шешуді талап ететін өзекті міндет болып табылады. Жұмыстың мақсаты Диссертациялық зерттеу суды бейорганикалық және органикалық ластағыштардан тазартуға арналған КТМ негізіндегі фотокаталитикалық белсенді материалдарды әзірлеуге, сондай-ақ оларды иондаушы сәулелендірудің көмегімен активациялау мен регенерациялау мүмкіндігін зерделеуге арналған. Қойылған мақсаттарға жету мынадай тапсырмаларды орындауды білдіреді. - Аскорбин және глиоксил қышқылдары, сондай-ақ формальдегид және диметиламинборан негізіндегі тұндыру ерітінділерін пайдалана отырып, мыс микротүтікшелерінің химиялық темплат синтезі процестерін салыстырмалы зерттеу. - Fe(III) және Cr(VI) иондарын каталитикалық жою үшін МТ мыс негізіндегі композиттік ТМ қолдану мүмкіндігін зерттеу. - Гальваникалық алмастыру әдісімен көп компонентті КТМ синтезінің ерекшеліктерін зерттеу және оларды карбендазим (Czm) пестицидін фотокаталитикалық жою үшін қолдану. - КТМ құрамындағы полимерлі полиэтилентерефталат (ПЭТФ) темплатының тотығу модификациясының стационарлық режимде мышьяк (III) иондарын сорбциялық жоюдың тиімділігіне әсерін зерттеу. - Мыс тұндыру ерітіндісінің әртүрлі құрамдарын пайдалана отырып алынған КТМ қатысуымен қорғасын (II) иондарын сорбциялық кетіру кинетикасы мен механизмін зерттеу. Зерттеу нысаны Полиэтилентерефталаттан (ПЭТФ) және өлшемі 410 ± 25 нм және кеуек тығыздығы 4 × 107 см-2 болатын химиялық тұндырылған моно және поликомпонентті мыс микротурбулярлы құрылымдардан жасалған микрокеуекті полимер үлгілеріне негізделген композициялық материалдар. Жұмыстың мемлекеттік ғылыми бағдарламалардың жоспарымен байланысы Осы жұмыс мына жобалардың аясында орындалды: 1. «Мышьяк комозиттік сорбенттерін трек мембраналардың және металл наноқұрылымдардың негізінде әзірлеу» (ДТН AP05130797), 2018–2020 жж. 2. «Қоршаған ортаны қорғау үшін түрлендірілген композиттік трек мембраналарын әзірлеу» (ДТН AP08855527), 2020–2022 жж. Жұмыстың ғылыми жаңалығы - Алғаш рет улы емес тотықсыздандырғыштар (аскорбин және глиоксил қышқылдары, диметиламинборан) негізіндегі тұндыру ерітінділерін қолдану арқылы ПЭТФ ТМ негізіндегі кеуекті шаблондардағы мыс МТ-ның химиялық синтезі процесін кешенді зерттеу жүргізілді. Кристаллдық дәрежесі жоғары мыс МТ түзілуін қамтамасыз ету үшін оңтайлы синтез шарттары анықталды. - Аскорбин қышқыл (АҚ) көмегімен синтезделген КТМ қатысуымен бейорганикалық ағынды суларды ластаушы калий гексацианоферратының (ГЦФК) ыдырау реакциясының кинетикалық және термодинамикалық сипаттамалары зерттелді. Мыс МТ-ның құрылымдық параметрлерінің ГЦФК жою тиімділігіне әсерін зерттеу кезінде конверсия дәрежесі сызықты түрде жоғарылайтыны және қабырғасының қалыңдығы 88,4±13,0 нм мыс MT сынамалар үшін 94,4% мәніне жететіні анықталды. - Cr(VI) иондарын жою тиімділігі әртүрлі тотықсыздандырғыштарды қолдану арқылы алынған КТМ үлгілері үшін зерттелді. Cr(VI) иондарының ыдырау реакциясында ең аз белсенділік тотықсыздандырғыш ретінде диметиламинборан (DMAB) қолдану арқылы алынғандар екені анықталды, бұл композициялық құрамда мыс (I) оксиді фазасының болуына байланысты. - Алғаш рет гальваникалық алмастыру арқылы көпкомпонентті КТМ синтезі бойынша зерттеулер жүргізілді, мұнда субстрат ретінде Cu2O@PET құрамды КТМ, ал қоспа ретінде мырыш(II) иондары қолданылды. Cu2O/ZnO@PET аралас құрамды композитінің жоғары каталитикалық белсенділігі пестицид карбендазимнің ыдырау реакциясы арқылы көрсетілді. Моно- және поликомпонентті КТМ негізінде катализаторлардың кинетикалық және термодинамикалық сипаттамалары зерттелді. - Мышьяк (III) иондарын сорбциялық жою үшін мыстың МТ негізінде КТМ пайдалану ерекшеліктері анықталды, сорбция процесі жалған-екінші ретті модель шеңберінде сипатталған, модификацияланбаған ПЭТФ темплатында синтезделген КТМ модификацияланған темплат (Cu@PET_Ox) үлгілерімен салыстырылып мыс тұндыру нәтижесінде алынған композиттердің жоғары сорбциялық сыйымдылығы анықталды. - Қорғасын(II) иондарына қатысты стационарлық режимде синтезделген композициялық сорбенттердің сорбциялық белсенділігі зерттелді, сорбция тиімділігіне әртүрлі факторлардың әсері (рН, сорбат ерітіндісінің концентрациясы, сорбция ұзақтығы, қайталанатын сынақтар саны) қарастырылды. - Тотықсыздандырғыш ретінде аскорбин қышқылын қолдану арқылы алынған мыс микротүтіктері негізіндегі КТМ қорғасын және мышьяк иондарына ең жоғары сорбциялық қабілеті бар екені анықталды. Диссертацияның қорғауға шығарылатын негізгі қағидалары: - Аскорбин қышқылын тотықсыздандырғыш ретінде қолдана отырып, МТ мыстың химиялық синтезі кезінде мөлшері 10-15 нм болатын мыс нанобөлшектерінің моноқабатымен темплат түзіледі. Глиоксил қышқылын қолдана отырып мыс тұндыру кезінде ерітіндінің рН деңгейі 12,65-тен 13,49-ға дейін жоғарылағанда мыс тұндырудың меншікті жылдамдығы 15 есе артады және 45 сек тұндырудан кейін қабырғаларының қалыңдығы тиісінше 31,6 және 103,9 нм болатын мыс түтікшелі құрылымдар түзіледі. - Әр түрлі тұндыру уақытында (90-480 мин) алынған Cu_Asc@PET құрамының композиттері синтез жағдайларына байланысты темір (III) иондары 82-ден 95% - на дейін тиімді түрде жойылады, бұл ретте ГЦФК ыдырау тиімділігі КТМ құрамындағы мыс микротүтікшелерінің қабырғаларының қалыңдығына тікелей пропорционалды және қатарынан 6 сынақ циклы бойы іс жүзінде өзгеріссіз қалады. - DMAB тотықсыздандырғыш ретінде қолдану арқылы алынған композиттердің құрамында мыс (I) оксиді фазасының болуына байланысты Cr (VI) иондарының ыдырау реакциясында ең аз белсенділікті көрсетеді. Cr (VI) иондарын тиімдірек жою реакцияның кинетикалық және термодинамикалық параметрлерінің деректерімен расталған Cu_CHOH@PET құрамының үлгілері болған кезде орын алады. - Аралас композит (Cu2O/ZnO@PET) Cu2O@PET және ZnO@PET-пен салыстырғанда ыдырауды тиімдірек катализдейді және 140 мин сәулеленуден кейін 93% - дан астам Czm ыдыратады. Реакция жылдамдық константасының ең жоғары көрсеткіші (1,76 × 10-2 мин–1 ) және ең төмен активтендіру энергиясы (11,9 кДж/моль) Cu2O/ZnO@PET аралас композиті үшін есептелді, бұл оның құрамындағы екі белсенді фазаның (ZnO және Cu2O) және интерметаллидтің (CuZn) қатысуымен пайда болатын синергетикалық каталитикалық әсерге байланысты. - Мыс МТ химиялық тұндыру сатысының алдында болатын полимерлі ПЭТФ темплатының тотығу модификациялануы, мышьяк(III) иондарын жою кезінде сорбциялық сыйымдылық параметрі өзгеріске ұшырамаған ПЭТФ темплатты үлгілермен салыстырғанда 35% жоғары мәнін қамтамасыз етеді (рН -5,0, As(III) концентрациясы – 50 ppm). - Модельдік жүйелердегі қорғасын (II) иондарын жою кезінде Cu_Asc@PET құрамды КТМ ең жоғары 560 мг/г тең сорбциялық сыйымдылыққа ие болады және КТМ қатысуымен қорғасын (II) иондарының сорбция процесін жалған-екінші ретті модель шеңберінде сипаттауға болады. Ленгмюр, Фрейндлих және ДубининРадушкевич модельдері арқылы адсорбент пен сұйықтық арасындағы мышьяк молекулаларының таралуын сипаттайтын эксперименттік адсорбция изотермаларын талдау және орташа квадраттық ауытқуларды (R2 ) салыстыру негізінде Фрейндлих моделі басқаларға қарағанда мышьяк пен қорғасынның мыс МТ негізіндегі КТМ бетінде және кеуектерінде адсорбциясын толық сипаттайды. Жұмыстың тәжірибелік маңыздылығы Практикалық қолдану кезінде су ортасын тазалауда зерттеу нәтижелері 98% -ға дейін жоғары тиімділікті көрсетеді. Мысалы, химия, металлургия, ауыл шаруашылығы және басқа да көптеген салаларды атап айтсақ болады. Бейорганикалық ластаушы заттардың, пестицидтердің тиімді каталитикалық ыдырауы және ауыр метал иондарын сорбциялық жолмен жою, суды қайта пайдалану кезінде қоршаған ортаның ластануын азайтады. Жұмыстың жоғары тәжірибелік маңыздылығы өнертабысқа берілетін Қазақстан Республикасы Әділет министірлігінің «Ұлттық зияткерлік меншік институты» РМК №108984 патентімен расталады. Автордың диссертациялық зерттеуге енгізген жеке үлесі әдеби және патенттік дереккөздерді талдауына, эксперименталдық және есептеу жұмыстарын жүргізуге, алынған эксперименталдық нәтижелерді түсіндіруге, талқылауға және жалпыландыруға негізделеді. Жұмысты сынамалау. Диссертацияның негізгі қағидалары, қорытындылары мен ғылыми нәтижелері мынадай халықаралық конференцияларда баяндалды және талқыланды: 7th International Congress on Energy Fluxes and Radiation Effects (EFRE2020 online), Томск, Ресей, 2020 ж.; The 8th International Conference on Nanomaterials and Advanced Energy Storage Systems (INESS-2020), 6 August, 2020 | Nur-Sultan, Kazakhstan; «Атом. Ғылым. Технологиялар» 1-ші халықаралық мектепконференциясы, «Ядролық физика институты» РМК, Алматы; Advanced materials manufacturing and research: new technologies and techniques (AMM&R-2021 online), UstKamenogorsk: Publishing House of D. Serikbayev EKTU, 2021 ж.; «Ғылым және білім 2021» халықаралық ғылыми конференциясы, Нұр-Сұлтан: Л.Н. Гумилев атындағы ЕҰУ, 2021 ж.; III International Scientific Forum Nuclear Science and Technologies, ЯФИ РМК, Алматы, 2021 ж.; Химия ғылымы мен химиялық білім берудің өзекті мәселелері атты Х-шы республикалық ғылыми конференция. – Нұр-Сұлтан: Л.Н. Гумилев атындағы ЕҰУ, 2022 ж. Жарияланымдар. Диссертацияның негізгі қағидалары 13 жарияланған жұмыста баяндалды, олардың ішінде 2 мақала Қазақстан Республикасы білім және ғылым саласында бақылау комитеті бекіткін тізілімге енгізілген басылымдарда, 8 жұмыс республикалық және халықаралық конференциялардың материалдарында, 3 мақала дәйексөз алу индексі жоғары рейтингтік журналдарда жарияланған. Докторанттың үлесі жоспарлауда, жұмыстың эксперименттік бөлігін тікелей орындауда, алынған мәліметтерді өңдеу мен түсіндіруде, теориялық негіздеу, графиктерді дайындауда және құрастыруда. Сонымен қатар, Л.Ш. Алтынбаева журналдың талаптарына сәйкес мақалаларды ресімдеуге қатысты. 1. Russakova A.V., Altynbaeva L.Sh., Barsbay M., Zheltov D.A., Zdorovets M.V., Mashentseva A.A. Kinetic and Isotherm Study of As (III) Removal from Aqueous Solution by PET Track-Etched Membranes Loaded with Copper Microtubes. Membranes. – 2021. – Vol.11 (2). – P. 116. (19 p.). Импакт-фактор – 4,56. Q1 – Polymer Science, Q2 – Physical chemistry, chemistry. Chemical Engineering (miscellaneous) санаты бойынша процентиль – 58 %. 2. Altynbaeva L.Sh., Barsbay M., Aimanova N.A., Jakupova Zh.Ye., Nurpeisova D.T., Zdorovets M.V., Mashentseva A.A. A Novel Cu2O/ZnO@PET Composite Membrane for the Photocatalytic Degradation of Carbendazim. Nanomaterials – 2022. – Vol. 12(10). – P.1724. (19 p.). Импакт-фактор – 5,3. Q1 – Physics, Applied, Q2 – Chemistry, multidisciplinary. General Chemical Engineering санаты бойынша процентиль – 81 %, Materials Science (General Materials Science) -78%. 3. Altynbaeva L.Sh., Aimanova N.A., Zheltov D.A., Shlimas D.I., Nurpeisova D.T., Barsbay M., Abuova F.U., Zdorovets M.V. Mashentseva A.A. Eco-Friendly Electroless Template Synthesis of Cu-Based Composite Track-Etched Membranes for Sorption Removal of Lead (II) Ions. Membranes. – 2023. – Vol.13(5). – P.495. (19 p.). Импакт-фактор – 4,2. Q2 – Polymer science, Q2 – Physical chemistry, chemistry. Chemical Engineering (miscellaneous) санаты бойынша процентиль – 47 %.
Зерттеулерді этикалық бағалау жөніндегі комиссияның қорытындысы
Диссертациялық кеңестің шешімі
Диссертация қорғауының бейнежазбасы: https://youtu.be/OrjEA1RTbe4?si=Uovus9TtQBEFo6Ac
