Атты Республикалық ғылыми конференция материалдарының жинағы 4 сәуір 2022 жыл

14
На сегодняшний день техническое и технологическое развитие является актуальной 
темой, которая требует непрерывного изучения и исследования. Техническая сфера 
оказывает положительное влияние на экономику страны и ее развитие, благодаря этой сфере, 
повсеместно: появляются новые рабочие места, улучшается инфраструктура, появляются 
новые разновидности техники и технологий. 
Наряду с природными и трудовыми ресурсами и научно-технический потенциал 
страны является основным двигателем экономики страны. Научно-технический прогресс — 
это процесс непрерывного развития науки, техники, технологии, совершенствования 
предметов труда, форм и методов организации производства и труда. Он выступает также 
как важнейшее средство решения социально-экономических задач, таких, как улучшение 
условий труда, повышение его содержательности, охрана окружающей среды, а, в конечном 
счете — повышение благосостояния народа. Научно-технический прогресс имеет большое 
значение и для укрепления обороноспособности. НТП подразумевает сдвиг в производстве, в 
знаниях, в экономике, в мире, в жизни. Но у каждой медали есть две стороны, так и НТП 
вместе с положительными сторонами имеются и отрицательные стороны. Одной из 
основных отрицательных сторон НТП является значительный техногенный ущерб природе и 
людям. [2]. 
Актуальность этой темы в докладе была проведена мной, рассматривая 
отрицательные стороны научно-технического прогресса, ни что иначе, как загрязнение почв 
и сточных вод. Словно «дорога цивилизации вымощена горами мусора», но только лишь с 
той разницей, что этот мусор не увидишь глазом, не соберешь в ведро, не выметешь 
веником. Если твердые отходы можно переработать, и перейти на вторичное использование, 
то с этими сложнее. 
В соответствии с определением ВОЗ, «Здоровье является состоянием полного 
физического, душевного и социального благополучия, а не только отсутствием болезней и 
физических дефектов» [3]. 
Охранаокружающейсредыиздоровьечеловека–однаизактуальныхпроблем,ккоторой в 
настоящее время привлечено внимание общественности Республики Казахстан. Научно-
техническая революция, помимо положительных явлений, привела к обострению 
противоречий между человеком и средой его обитания[4]. 
В документах ВОЗ указывается, что длительное воздействие экологических 
факторов может представлять большую угрозу здоровью человека, чем бедствия, 
сопровождающиеся значительным одноразовым стрессовым воздействием. В условиях, 
создающих так называемый, «экологический» стресс, приходиться жить годами, причем 
человек практически лишен возможности защититься от воздействия неблагоприятных 
факторов окружающей среды [5]. Организм человека в процессе жизнедеятельности 
подвергается воздействию комплекса негативных факторов внешней среды, которые 
способствуют запуску патологических процессов.
Рассматривая эту проблему, для изучения мною были предпочтены сорбционные 
возможности оксида графена, что и использовал для своего исследования.
Изучая способы получения оксида графена, понял, что попутно можно решить 
проблему загрязнения атмосферы диоксидом углерода. Для преобразования (СО
2
) в сухой 
лёд сжимают газообразный диоксид углерода до давления (5,1 атмосферы), при его 
одновременном охлаждении до температуры -56,4°С, происходит переход газа в жидкую 
фазу. Затем давление уменьшают. Расширяется жидкая двуокись углерода, испаряется, 
активно поглощая тепло. Это быстрое охлаждение не даёт испаряется всему СО
2 
- часть его 
затвердевает, кристаллизуясь в похожие на снег хлопья. Это уже и есть твёрдый СО
2
. Для 
того, чтобы превратить его в полноценный сухой лёд, хлопья спрессовывают в большие по 
габаритам куски. Диоксид углерода получают в том числе, как побочный продукт синтеза 
аммиака из азота и природного газа, а также, как побочный продукт при ферментации 
(брожения). Чтобы превратить сухой лед с NH
3
BH
3
в графентеврдое вещество необходимо 
поместить в атмосферу инертного газа 750°С в течении 2х-3х часов, в таких условиях азот и 

15
водород улетучиваются в виде аммиака. Образующийся в ходе этого процесса оксид бора, 
играет роль шаблона для формирования слоёв оксида графена толщиной 3-6нм. 
Графен - это модификация углерода. Это уникальный ресурс, он крепче алмаза. Его 
уникальность заключается в том, что при своей прочности он еще и гибкий и легко 
поддается любым изменением, а так же является хорошим проводником электричества. Еще 
его уникальность в том, что при низкой температуре он расширяется, а при повышении 
температуры сужается. А так же графен способен уничтожить раковые клетки. 
На данный момент им заинтересованы многие ученые из-за его особенностей. 
Графеном можно заменить многие предметы и вещи. Например, мобильный телефон, 
состоящий из графена, который обладает следующими качествами: не боится падений с 
любой высоты; устойчив к царапинам (очень трудно оставить на нем царапину), а главная 
особенность – гибкий экран. После этого ученым выделили более 1млрд. долларов на 
изучение.
Графен можно использовать и для очистки пресных вод и как фильтр для очищения 
соленой воды. Через такой фильтр достаточно всего лишь один раз пропустить порцию 
воды, и вода становится пригодной для питья, так как графен имеет толщину в один атом 
углерода, и его молекулярное соединение позволяет пропускать молекулы воды и минимум 
соли. Поэтому с помощью графена можно очистить солёные воды. Но есть один 
существенный минус, и он заключается в сложности его добывания в промышленности.
Но так как оксид графена является токсичным для человека, в рамках своего 
исследования мною был использован каолин, как природный сорбент, устраняющий 
токсичность очищаемой среды, и как нейтрализатор токсичных свойств оксида графена. 
Изначально передо мной стояла задача получения графита в условиях школьной 
лаборатории, для чего использовал три простых вещества: графит, воду, кислоту и соль. 
Графит Соль 
Графит является стержнем карандашей, и известен, как не прочный материал, и может 
быть разрушен с помощью обычной бумаги. Это происходит, если молекулярные связи не 
достаточно сильны, поэтому они легко разрушаются. Но если грифель ломать снова и снова, 
чем меньше он становиться, тем сложнее его разделить на маленькие кусочки до 
наномасштаба, достигнув предела и получив монослой карандаша. 

16
Один атом углерода может иметь до четырех химических связей с соседними 
атомами.Но здесь он находится в тесной связи только с тремя другими атомами и 
вертикальная связь свободна, то есть не спаренные электроны. При этом происходит 
перекрытие электронных облаков, и материал начинает проводить электрический ток. 
Структуру можно изменить, добавив к графену новое вещество. Так, добавив соль, создается 
пара для свободного электрона, и графен становится модифицированным диэлектрическим 
материалом. 
Для приготовления графена взял воду, кислоту и соль. 
Поместил «карандаш» и второй электрод в раствор. Подал напряжение и готовил в 
течение 2 часов. 
Затем профильтровал раствор и промыл водой и спиртом. Cмешал с заранее 
подготовленной застоявшейся позеленевшей водой, смешанной с глиной, суспензию 
перемешивал в течении 30 минут. Каолин с оксидом графена отделил центрифугированием с 
адсорбированными загрязнениями из водной среды. В результате вода стала очищенная и 
прозрачная. 
В исследованиях использовал колориметрический тест, чтобы оценить полученный 
результат комбинации оксида графенаGO и каолина в результате коагуляции наночастиц и 
адсорбции загрязнений водной среды. 
Углубившись в тему получения графена и изучения его свойств, изучил 
запатентованный метод получения графенаВиктором Ивановичем Петриком, и смог его 
повторить. Вымочил графит, который добыл из бытовой химии, в отбеливателе гипохлорите 
натрия NaClO, смешал сульфит натрия NaNO
2
с серной кислотой H
2
SO
4
. Полученное 

17
вещество, взаимодействуя с гипохлоритом натрия на поверхности измельченного графита, 
образует вещество перхлорат нитрозилаNOClO
4
, которое и воспламеняет измельченный 
графит. Образовывалось большое количество расслаивающейся массы, которой В.И.Петрик 
отделял нефть от воды, а я отделял машинное масло от воды, предварительно взвешенное.
Брал графен и машинное масло в пропорции 1:20, т.е. 1г графена на 20 г масла. 1г 
графена поглотил 20 г машинного масла. Затем полученный графен с впитавшемся маслом 
подверг обжигу, засек время горения 20 г масла, что составило больше 1 часа. Собранный 
обожженный графен еще раз опробовал в этом эксперименте, смешиванию с таким же 
количеством масла, и снова этот же графен поглотил масло, и можно было снова его 
подвергать аналогичным образом обжигу.
Сделал для себя вывод, что используя адсорбирующие свойства графена, можно 
использовать вторичное сырье, т.е. отработанные машинные масла для дальнейшего 
извлечения энергии и освобождение сточных вод от загрязнений такого рода.
Тема адсорбции меня очень заинтересовала, поэтому вдальнейшем буду изучать 
адсорбирующие свойства не только графена, но и других веществ в мире химии. 

жүктеу/скачать 12,12 Mb.

Достарыңызбен бөлісу: