Разработка инновационных технологий утилизации отходов энерго-металлургического комплекса
- Наименование проекта: Разработка инновационных технологий утилизации отходов энерго-металлургического комплекса
- Цель проекта: заключается в разработке эффективной технологии переработки промышленных отходов для получения уникальных полых сферических углеродных и силикатных наноструктур с мезопористой оболочкой для широкого спектра применений.
- Срок реализации проекта: 2021-2023
- Научный руководитель: Петрушенко Игорь Константинович
- Команда проекта:
- Аннотация проекта:
Конкретные задачи, решаемые в проекте, заключаются в разработке технологии выделения из массива пыли газоочистки уникальных наноструктур и разработке последующих технологических операций, приводящих к получению наноразмерных полых сферических углеродных и силикатных мезопористых структур, а также попутное выделение других типов наноструктур, таких как углеродных нанотрубок, силикатных нанотрубок, углеродных тороидальных структур (астраленов).
Масштабность задачи вытекает из того, что в данном проекте будут разработаны методы не только выделения наноструктур, уже сформированных в высокотемпературном технологическом процессе, но и методы использования основного состава пыли газоочистки – аморфных сферических микро — и наноразмерных частиц диоксида кремния в качестве основы (core template) для получения полых сферических углеродных наноструктур в отличие от общепринятой технологии, включающей необходимость получения шаблонов (core template) из диоксида кремния и последующих операций формирования углеродной оболочки.
Предлагаемые методы позволят организовать масштабное производство полых углеродных сферических наноструктур, используя только конечные технологические операции формирования углеродных оболочек на ядре сферических частиц диоксида кремния, составляющих до 98 % состава пыли газоочистки кремниевого производства, и последующее травление шаблона.
В рамках настоящего проекта планируется разработать технологии выделения уникальных наноструктур из пыли газоочистки кремниевого производства, оценить их массовое содержание в зависимости от условий технологических процессов и разработать технологию получения углеродных и силикатных полых сферических структур используя как основу исходные шаровидные частицы пыли. Теоретически методами квантовой химии будут рассчитаны условия функционализации углеродных полых наноструктур для оценки их применения в качестве эффективных адсорбентов и газовых фильтров.
Будут получены результаты исследования свойств массивов углеродных и силикатных наносфер с оценкой их абсорбционной емкости для различных газов, в том числе для водорода, будут также получены результаты исследования по структуре оболочек наносфер, гранулометрический состав образцов, анализ на содержание примесей, будут получены результаты по эффективности работы углеродных наносфер в качестве электродов электрохимических источников тока (литий-ионных источников тока, водородных топливных элементов).
В результате выполнения проекта будет создана недорогая и эффективная технология получения полых наносфер из техногенных отходов производства, которая может масштабироваться для массового производства уникальных наноструктур. В отличие от зарубежных аналогов разрабатываемая технология отличается простотой реализации, низкой стоимостью, возможностью быстрого внедрения для масштабного производства.
- Перечень подразделений ФГБОУ ВО «ИРНИТУ», задействованных в реализации проекта:
- Перечень публикаций по проекту: https://www.istu.edu/deyatelnost/nauka/nauchnoe_upravlenie/laboratorii_nots_baykal/lkp/default
- Перечень объектов интеллектуальной собственности по проекту:
- Участие в мероприятиях, связанных с реализацией проекта:
- Используемое научное оборудование:
- Информация в СМИ по проекту:
