Polimerlar kimyosi va fizikasi ilmiy-tadqiqot markazi, toshkent kimyo-texnologiya instituti va toshkent davlat texnika universitetihuzuridagi
Tadqiqot natijalarining aprobatsiyasi
Download 353.42 Kb. Pdf ko'rish
|
- Bu sahifa navigatsiya:
- Tadqiqot natijalarining e’lon qilinganligi.
- Dissertatsiyaning hajmi va tuzilishi
- DISSERTATSIYANING ASOSIY MAZMUNI Kirish
- «Polimer sorbentlarni olish usullari, xossalari va qо‘llanish samaradorligi haqidagi zamonaviy qarashlar»
- «Ionit sorbentlarni olish»
- 2-rasm. Turli haroratlardareaksiyaga kirishuvchi moddalar konsentratsiyalarining logarifmikо‘zgarishi.
- Anionitlar xossalarini reaksion reaksion fazadagi furfurol konsentratsiyasiga bog‘liqligi
- 3-jadval Reaksion muhitda anionit xossalarini benzoguanidin konsentratsiyasigabog‘liqligi
- 4-jadval Tekshirilayotgan anionit bilan molibdenni sorbsiyasi
- 5-javdal Boshlang‘ich moddalar nisbatining kationit xossalariga ta’siri
- «Olingan ionitli sorbentlarning sorbsion va fizik
Tadqiqot natijalarining aprobatsiyasi. Tadqiqot natijalari 11 taanjumanda, jumladan: FA yosh olimlar ilmiy konferensiyasi (Toshkent 2004); I vaII- Respublika ilmiy-amaliy konferensiyada (Termez 2002, 2005); «Kimyo, neftgaz va
oziq-ovqat sanoati
innovatsion texnologiyalarining dolzarb muammolari»Respublika ilmiy-texnikaviy konferensiyasi (Buxoro, 2010);«Tog‘- metallurgiya sohasi zamonaviy texnika va texnologiyalari va ularning rivojlanish 9
yо‘llari»Xalqaro ilmiy-texnikaviy konferensiyasi (Navoiy, 2010);«Kimyo va neftkimyo sanoatida resurstejamkor va energoeffektiv texnologiyalar» D.I.Mendeleyev nomidagi Rossiya
kimyo jamiyatining III-Xalqaro konferensiyasi(Moskva, 2011);«Polimerlar haqidagi ilm»
Sankt- Peterburgkonferensiyasi (Sankt-Peterburg, 2013);«Yoshlar о‘rtasida ekologik madaniyatni oshirish masalalari» respublika ilmiy-amaliy anjumani (Toshkent, 2014);«Kompozitsionmateriallar va ulardan mahsulotlar olishning progressiv texnologiyalari»RespublikaIlmiy-texnikaviykonferensiyasi (Toshkent, 2015);«Yoshlar va XXI asr – 2015»Xalqaro ilmiy-texnikaviy konferensiyasi (Rossiya, Kursk-2015); Atrof-muhitni muhofaza qilish bо‘yicha Xalqaro konferensiyasi (Qarshi, 2015)respublika va xalqaro ilmiy-amaliy konferensiyalarda ma’ruza
kо‘rinishida bayon etilgan hamda aprobatsiyadan о‘tkazilgan. Tadqiqot natijalarining e’lon qilinganligi. Dissertatsiya mavzusi bо‘yicha jami 46 ta ilmiy ishi chop etilgan, shulardan, 1 ta mono-grafiya, О‘zbekiston Respublikasi Oliy attestatsiya komissiyasining doktor-lik dissertatsiyalari asosiy ilmiy natijalarini chop etish tavsiya etilgan ilmiy nashrlarda 15 ta maqola, jumladan, 12 tasi respublika va 3 tasi xorijiy jurnallarda nashr etilgan va 2 ta О‘zbekiston Respublikasi ixtirolar uchun patenti olingan. Dissertatsiyaning hajmi va tuzilishi. Dissertatsiya tarkibi kirish, oltita bob, xulosa, foydalanilgan adabiyotlar rо‘yxati va ilovalardan iborat. Dissertatsiyaning hajmi 190 betni tashkil etgan.
10
DISSERTATSIYANING ASOSIY MAZMUNI Kirish qismida о‘tkazilgan tadqiqotlarning dolzarbligi va zarurati asoslangan, tadqiqotning maqsadi va vazifalari, obyekt va predmetlari tavsiflangan, respublika fan va texnologiyalari rivojlanishining ustuvor yо‘nalishlariga mosligi kо‘rsatilgan, tadqiqotning ilmiy yangiligi va ama-liy natijalari bayon qilingan, olingan natijalarning ilmiy va amaliy ahamiyati ochib berilgan, tadqiqot natijalarini amaliyotga joriy qilish, nashr etilgan ishlar va dissertatsiya tuzilishi bо‘yicha ma’lumotlar kelti-rilgan. Dissertatsiyaning «Polimer sorbentlarni olish usullari, xossalari va
birinchi bobi ionalmashuvchi sorbentlar va reagentlarni olish va qо‘llash texnologiyalarining zamonaviy holatiga bag‘ishlangan, ularning tarkibi va xossalari, olinish usullari, aktivlanishi hamda ularni oqava suvlarni tozalash va texnologik eritmalardan qimmatbaho metallar ionlarini ajratib olishni о‘z ichiga oluvchi adabiyotlar sharhi keltirilgan. Dissertatsiyaning ikkinchi bobi tajribani qо‘yish uslubi, xomashyo hamda olinayotgan ionalmashuvchi sorbentlar va reagentlarni tahliliga bag‘ish-langan bо‘lib, unda qо‘yilgan tajriba ishlari ma’lumotlaridan farqlanuvchi xususiyatlari batafsil yoritilgan, shuningdek boshlang‘ich va tozalangan suvlarningtahlil natijalari keltirilgan. Samarali import о‘rnini bosuvchi ionalmashuvchi sorbentlarni olish uchun tanlangan boshlang‘ich xomashyoning tarkibi va fizik-kimyoviy xossalari tavsiflangan. Dissertatsiyaning«Ionit sorbentlarni olish»deb nomlangan uchinchi bobida sorbentlarni olish texnologiyasini ishlab chiqish va ularning fizik-kimyoviy xossalari tahlil qilingan.Anionit sorbentlarni sintezi va tadqiqi bо‘limida furfurolni PEPA va guanidinlar bilan polikon-densatsiyalash yо‘li bilan ionalmashuvchi sorbentlar hosil bо‘lish qonu-niyatlari tadqiq qilingan. Boshlang‘ich monomer sifatida tarkibida amino-gruppasi bо‘lgan guanidindan foydalanilganligi kimyoviy о‘zgartirishsiz anionit sorbentlarni olish imkoniyatini beradi, anionit strukturasidafurfurol geterotsikli bilan birgalikda aromatik yadrolarning borligi sezilarli darajada sorbentni kimyoviy, termik barqarorligini oshishiga olib keladi.Bundan tashqari strukturasida triazin siklining borligi anionitni rangli va nodir metallar ionlariga, xususan molibden ionla-riga tanlovchanlik xususiyatini ortishiga olib keladi. Anionitni sinte-zida ionogen gruppalarni asosiy tashuvchisi sifatida PEPAdan foyda-lanilganligini nazarda tutib, furfurolni kо‘rsatilgan amin bilan poli-kondensatsiya reaksiyasi kinetikasini tadqiq qilish qiziqish uyg‘otadi. PEPAni furfurol bilan polikondensatsiyasi jarayoniga reaksiya harorati, boshlang‘ich moddalar nisbati, erituvchining miqdori va tabiati va boshqa faktorlar ta’siri о‘rganilgan.PEPA xona haroratida furfurol bilan issiqlik ajralib chiqishi bilan shiddatli о‘zaro ta’sir etadi. Ushbu reaksiyani ekzotermikligini pasaytirish va bir maromda borishi uchun jarayon erituvchi ishtirokida olib borildi. Erituvchilar sifatida etil, izoamil spirti, dimetilformamid, toluol ishlatiladi. Polimerning eng kо‘p chiqishi izoamil spirti va dimetilformamid qо‘llanilganda bо‘ldi. Bir og‘irlik qism PEPAga 0.5-0.6 og‘irlik qism erituvchi qо‘llanilishida polikondensatsiya 11
reaksiyasini shiddat bilan borishiga olib keladi, bunda mexanik mustahkamligi past bо‘lgan mо‘rt polimer hosil bо‘ladi. Erituvchi miqdorini 1.5 dan 2.5 og‘irlik qismgacha ortishi reaksion massani uzoq vaqt (100-120 soat) qotishiga olib keladi. Bir qism erituvi va bir qism PEPA qо‘llanilganda polikondensatsiya jarayoni ancha tekis borishi va hosil bо‘lgan anionitlaretarli sorbsion sig‘imga va yaxshi mexanik mustahkamlikka ega bо‘lishi aniqlandi.
Ushbu jarayon tezligi 80,90,100, 110°S PEPA va furfurolning mol nisbati doimiy 2:1 bо‘ldi.Tajriba natijalari 1-jadval va 1-rasmda keltirilgan. Furfurol konsentratsiyasining о‘zgarishi bо‘yicha reaksiya tezligi konstantalari hisoblanganda polimerni hosil bо‘lishi furfu-rolning karbonil gruppasi PEPAning aminogruppasi xarakatchan vodorod-lari bilan о‘zaro ta’siri hisobiga bо‘lishi taxmin qilingan. Bunda meti-lolli hosilalarni hosil bо‘lishi reaksiyaning birinchi bosqichi hisob-lanadi. Shu usul bilan hosil bо‘lgan metilolli hosilalar suvni ajratib va alohida amin molekulalarini bog‘lab, kо‘ndalang kо‘priklar hosil qilib bir biri bilan ta’sirlana boshlaydi. Tajriba natijalari boshlang‘ich moddalar va olingan polimerning IQ-spektroskopik tadqiqot ma’lumotlariga tо‘g‘ri keladi. Furfurolning gruppasiga tо‘g‘ri keladigan 1670 sm -1
sohadagi yutilish chiziqlari va PEPAning– NH 2 va– NH – gruppalariga tо‘g‘ri keladigan 1480, 1580, 1150, 650-900 sm -1
о‘zgarish darajasini ortib borishi bilan birga о‘zining intensiligini kamaytiradi. Olingan polimerni IQ-spektrida aldegid gruppasiga tegishli yutilish chiziqlari deyarli yо‘q, shu sababli, PEPAni furfurol bilan ta’sirlanishi aldegidning karbonil gruppasini PEPAning aminogruppasi xarakatchan vodorodlari bilan о‘zaro ta’sirlashishi hisobiga boradi.
0 S, 2 – 100 0 S , 3 – 90 0 S, 4 – 80 0 S.1- rasm.Turli haroratlarda furfurolni PEPA bilan polikondensatsiyasini tugallanish darajasi (A, %). 1 – 110
0 S, 2 – 100 0 S , 3 – 90 0 S
kirishuvchi moddalar konsentratsiyalarining logarifmikо‘zgarishi.
1-rasmda polimerni о‘zgarish darajasini turli haroratlarda jarayonning davomiyligiga bog‘liqligi keltirilgan. Ushbu natijalar asosida turli haroratlarda reaksiyaga kirishayotgan moddalar konsentratsiyasini vaqt bо‘yicha о‘zgarishining logarifmik bog‘liqligi aniqlangan. Hisoblash uchun 20% dan ortiq bо‘lmagan о‘zgarish darajasiga tо‘g‘ri keladigan natijalar qо‘llanilgan. 2-rasmdan kо‘rinib turibdiki, τ − − − − a x b b x a b a ) ( ) ( ln 1 koordinatalarida chiziqli bog‘liqlik borligi, ushbu jarayonni ikkinchi darajali tenglama bо‘yicha boradigan reaksiyalargataa’luqligini kо‘rsatadi. 12
Tezliklar konstantalarining haroratga bog‘liqligi Arrenius tenglamasiga bо‘ysunadi. PEPAni furfurol bilan polikondensatsiya reak-siyasini lgkot 1/T grafik bog‘liqligidan aniqlangan aktivlanish energiyasi 13.5 kkal/mol ni tashkil qildi. 1- jadvaldan kо‘rinib turibdiki, 80°Sharoratda polikondensatsiya reaksiyasi davomiyligi 13 soatni statik almashinuv sig‘imi (SAS) 4,0 mg-ekv/g ni tashkil etadi. Reaksion muhit harorati ortishi bilan sekin-asta SAS ortadi, lekin 110°S da SASning sezilarli darajada 4.9 mg-ekv/ggacha kamayishi kuzatildi. 120°S da jarayon davomiyligi 90 0 S ga nisbatan deyarli 3 marta qisqaradi, lekin bir vaqtdaSASning4,2 mg-ekv/g gacha kamayadi. Shuning uchun, tajriba ma’lumotlari asosida PEPAni furfurol bilan polikondensatsiya reaksiyasini optimal harorati deb 100°S qabul qilindi, bunda reaksiyaning borishi bir tekis va 8 soatda fizik- kimyoviy va mexanik xossalari kо‘rsatkichlari bilan farq-lanuvchi anionit sorbent hosil
bо‘ladi. 1-jadval Polikondensatsiyareaksiyasi haroratining anionitlar fizik-kimyoviyxossalariga ta’siri Reaksiyaharora ti, °S Reaksiyadavomi yligi, soat
ON-shaklidagi bо‘kkan
anionitni solishtirma hajmi, ml/g Statik almashinuv sig‘imi(SAS) (NS10.1Neritmasi bо‘yicha ), mg-ekv/g 80 13
3,9 4,0
90 11
3,6 4,6
100 8 3,2 5,5-6,0 110
5,5-6 2,8
4,9 120
4,5 2,6-2,7
4,2 Furfurol konsentratsiyasini polikondensatsiya jarayoniga ta’siri. Anionitlarni sintezida boshlang‘ich moddalar konsentratsiyasi ularning fizik- kimyoviy xossalariga ta’sir etuvchi muhim faktor hisoblanadi. Boshlang‘ich moddalarni turli nisbatlarda qо‘llanishi fizik-kimyoviy xossalari bilan farqlanuvchi anionitlar hosil bо‘lishiga olib keladi. Anionitlar olishda furfurol kondensirlovchi tikuvchi agent hisoblanadi va shuning uchun reatsion aralashmadagi uning konsentratsiyasi nafaqat tikishga, balki aktiv gruppalarning miqdoriy nisbatiga ham ta’sir etadi. (2-jadval).
2-Jadval Anionitlar xossalarini reaksion reaksion fazadagi furfurol konsentratsiyasiga bog‘liqligi Reaksion aralashmadagi furfurol mollari Statik almashinish sig‘imi (0.1N NSl eritmasi bо‘yicha), mg-ekv/g Suvda bо‘kuvchanligi, % Mexanik
mustahkamligi, % 1,5 3,3 – 3,8 124
94,0 2,0
5,5 – 6,0 158
97,0 2,5
5,8 – 6,5 173
87,0
PEPAning harakati vodorod atomlari furfurolning aldegidli gruppasi bilan о‘zaro ta’sirlanadilar, natijadabir qism boshlang‘ich birlamchi gruppalar 13
ikkilamchiga, ikkilamchisi esa uchlamchiga о‘tadi. Furfurol miqdori ortib borishi bilan almashinish sig‘imi va bо‘kuvchanlik qiymati pasayadi. 1,5 mol furfurol olinganda anionitlar yuqori almashinish sig‘imiga ega bо‘ladilar, lekin kislota eritmasining rangini bо‘yalishi kuzatiladi, bu sorbentni qisman erishi bilan izohlanadi. Bu furfurolni PEPA bilan ta’sirlanishini tо‘liq emasligiga asoslangan. 2-jadvalga binoan furfurolning eng optimal nisbati 2 mol hisoblanadi.
aniqlash maqsadida polyarografiya usulida reaksiyaga kirishmay qolgan furfurolni miqdori bо‘yicha furfurolni benzoguanidin bilan о‘zaro ta’sirlanish reaksiyasini kinetik tadqiqlari о‘tkazildi. Polikondensatsiya jarayoniga haroratning ta’sirini 90- 100-110°S da tadqiq qilindi. Furfurol va benzoguanidin molli nisbati 1,0 : 1,25 olindi.
3-rasm. Furfurolni benzoguanidin bilan polikondensatsiyasi tugallanganlik darajasi. 1 – 90°S; 2 – 100°S; 3 – 110°S. 4-rasm. Reaksiya jarayonida reaksiyaga kirishuvchi moddalar konsentratsiyasi logarifmik о‘zgarishi.
Polikondensatsiya reaksiyasining kinetik kо‘rsatkichlari 20 foizgacha о‘zgarish darajasida olingan natijalar asosida hisoblandi. 3, 4-rasmda furfurolni benzoguanidin bilan polikondensatsiya reaksiyasini tugallanganlik darajasi va reaksiya davomiyligiga qarab
reaksiyaga kirishuvchi moddalar konsentratsiyalarining logarifmik о‘zgarishi keltirilgan.
) ( ) ( ln 1 − − − ni
τ ga
bog‘liqlik koordinatalarida hosil qilingan chiziqli bog‘liqlik shuni kо‘rsatadiki, benzoguanidin va furfurolni polikondensatsiya reaksiyasi II-tartibli kinetik tenglama bilan ifodalanadi. lgK ni 1/T grafik bog‘liqligidan hisoblab topilgan aktivlanish energiyasi 17.23 kkal/mol ga teng. Shu sababli, benzoguanidinni furfurol bilan о‘zaro tasiri furfurolni PEPA bilan ta’siriga nisbatan kо‘proq energiya sarflanishi bilan boradi.3-jadvalda PEPA va furfurolni doimiy nisbatida anionit xossalariga benzoguanidin konsentratsiyasining ta’siri ma’lumotlari keltirilgan. 3-jadval Reaksion muhitda anionit xossalarini benzoguanidin konsentratsiyasigabog‘liqligi Reaksion aralashmada 0.1N NSl bо‘yicha ON-shaklda bо‘kkan anionit Molibden bо‘yicha sorbsion xossasi (S bosh =1 g/l Mo), mg/g 14
benzoguanidin miqdori, mol SAS, mg-ekv/g solishtirma sig‘imi, ml/g
Ammoniy molibdatning toza eritmasidan Ammoniy molibdat va 48 g/l SO
2- – ioni
1,0 4,7-4,9
3,9 220
236 1,25
5,5-6,0 3,2-3,5
180 294
1,5 4,6
3,0 170-190
190 2,0
3,8-4,2 2,4-2,7
164 158
3-jadval ma’lumotlari shuni kо‘rsatadiki benzoguanidin konsentratsiyasini ortishi anionitni molibdenga tanlash qobiliyatini oshiradi, lekin anionitning suvdagi solishtirma sig‘imi qiymati pasayadi. Bu shubhasiz benzoguanidinning katta molekulyar massaga ega bо‘lganligi sabablidir va reaksion aralashmada uning konsentratsiyasini ortishi polimerni oshishiga yordam beradi. 1,25 mol benzoguanidindan foydalanishda anionit ammoniy molibdatning toza eritmalaridan ham konkurent SO 4 2-
bо‘lganda ham molibden ionlariga yetarli yuqori sorbsion va tanlovchanlik qobiliyatiga ega
bо‘ladi. Shuning uchun, benzoguanidinni optimal konsentratsiyasini furfurol og‘irligi nisbatan 1,25 mol qabul qilindi. Shunday qilib, olib borilgan tadqiqotlar asosida molibden ionlariga yuqori tanlovchan sorbent benzoguanidin va furfuro-lni 1:1,25 mol nisbatida PEPA ishtirokida 4,5 soat davomida 100 o S da, dimetilforfamid muhitida hosil bо‘ladi. 4- jadvalda olingan anionit-larning asosiy xossalari keltirilgan. 4-jadval Tekshirilayotgan anionit bilan molibdenni sorbsiyasi Akril kislotasi va furfurolni о‘zaro ta’siri asosida karboksil kationit sintezi va tadqiqi. Akril kislotasini furfurol bilan polikondensatsiyalab karboksilkationit hosil bо‘lish jarayoni tadqiq qilingan. Kationit sintezining optimal sharoitlarini kinetik tadqi-qotlar yordamidareaksiya harorati, katalizator konsentratsiyasi va boshlan- g‘ich moddalar nisbatlari va boshqa omillarga bog‘liqligianiqlandi. Furfurol akril kislotasi bilan о‘zaro ta’sirlanganda nafaqat kondensirlovchi agent, balki kо‘prik hosil qiluvchi ham hisoblanadi. Shuning uchun uning konsentratsiyasiga olinayotgan kationitlarning sorb-sion va fizik-kimyoviy xossalari bog‘liqdir. Fufurolni akril kislotasiga nisbatini о‘zgartirib, turli xossali kationitlar olingan. Furfurol miqdorining oshishi kо‘ndalang bog‘lar sonini ortishiga olib keladi, buning natijasida mexanik mustahkamlik ortadi, lekin almashinish sig‘imi kamayadi.
Anionitlar Toza eritmadan yutilgan molibden, mg/g Taqsimlanish koeffitsiyenti, mg/l
1NNa 2 S0 4 eritmasi ishtirokida yutilgan molibden, mg/g FBG, ON-forma 201
- 168
S0 4 -forma 285 374
252 S1-forma 230 -
FA-S,ON-forma 78
- 60
S0 4 -forma 115 212
60 S1-forma 68 -
AN-2F, S1-forma 230
320 62
15
Kо‘rsatkichlar Akril kislotasini furfurolga nisbatan mol nisbati
Sochiluvchan og‘irlik, g/ml 0,58 0,55
0,51 Bо‘kkan kationitning solishtirma sig‘imi, ml/g 3,8 3,4
2,6 Statik almashinish sig‘imi (SAS) 0,1N natriy eritmasi bо‘yicha, mg-ekv/g 5,8-6,5 4,75-5,5 4,1-4,2 SAS 0,1NCaCl 2 eritmasi bо‘yicha, mg-ekv/g 3,5-4,2
2,6-2,8 2,2-2,4
SAS 0,1NMgCl 2 eritmasi bо‘yicha, mg-ekv/g 3,0-3,2
2,8 2,4
SASCuS0 4 , eritmasi bо‘yicha(S bosh
=1g/l) 2,2-2,4
0,8-1,1 0,4-0,65 SASNiS0 4
bо‘yicha(S bosh
=1g/l) 1,8-2,2
2,0-2,2 1,2-2,0
Mexanik mustaxkamligi, % 85-90
90-95 95-100
5-javal ma’lumotlaridan kо‘rinadiki, 1 mol furfurolga 1 mol akril kislotasi nisbatidaolingan kationit eng kо‘p almashinish sig‘imiga ega, shuning uchun keyingi tadqiqotlarni shu nisbatda olib borildi.Olib borilgan tadqiqotlar asosida yetarli darajada yaxshi sorbsion kо‘rsatkichlar va fizik-mexanik xossalarni ta’minlovchi akril kislotasini furfurolga nisbatan optimal nisbati1:1, 80°Sharoratda va katalizator miqdori 1 mol furfurolga nisbatan 0,05 mol qabulqilindi. Dissertatsiyaning «Olingan ionitli sorbentlarning sorbsion va fizik-
Download 353.42 Kb. Do'stlaringiz bilan baham: |
ma'muriyatiga murojaat qiling