ИСТИНА

Согласно Экологической доктрине Российской федерации, одобренной распоряжением Правительства РФ от 31.08.2002 № 1225, одним из основных направлений государственной политики в области экологии является снижение загрязнения окружающей среды выбросами, сбросами и отходами путем развития (в числе прочих) систем использования вторичных ресурсов, в том числе переработки отходов. Алмаз обладает высочайшей химической инертностью. Он не окисляется и не разрушается под воздействием сильных кислот–окислителей даже при температурах свыше 200С, что используется при производстве наноалмазов для очистки от шихты. На одном из финальных этапов наноалмазы подвергают воздействию сильных кислот для очистки от неалмазного углерода, а также металлов-примесей. Мы предлагаем использовать это уникальное свойство наноалмазов как сорбентов для сорбции металлов из сточных вод промышленных предприятий (в первую очередь, цветной металлургии) с последующей регенерацией сорбента и переработкой полученных растворов металлов для возвращения их в производственную цепочку. Цель данного проекта заключается в разработке сорбентов на основе направленно модифицированных наноалмазов, способных к многократной регенерации, для очистки сточных вод металлургических предприятий. В результате выполнения проекта будут получены сорбенты для широкого круга металлов на основе модифицированных наноалмазов, оценены эффективность и возможность их применения на модельных сточных водах. Кроме того, в ходе выполнения проекта будет получен большой массив информации фундаментального характера, расширяющего границы знания химии поверхности наноалмазов, а именно характер взаимодействия между металлами и поверхностными группами НА с помощью спектроскопии в дальней ИК области; будет проведено изучение сорбционных свойств и характеристических констант связывания различных катионов

According to the Environmental Doctrine of the Russian Federation approved by the RF Government Decree No. 1225 of August 31, 2002, one of the main directions of the state policy in the field of environmental protection is the reduction of environmental pollution by emissions, discharges, and waste through the development (among others) of systems for the use of secondary resources, including number of waste processing. Diamond has the highest chemical inertness. It is not oxidized and is not decomposed under the influence of strong oxidizing acids even at temperatures above 200°C, which is used in the production of nanodiamonds for their purification from charge. At one of the final stages, nanodiamonds are exposed to strong acids for purification from non-diamond carbon, as well as impurity metals. We propose to use this unique property of nanodiamonds as sorbents for the sorption of metals from wastewater from industrial enterprises (primarily nonferrous metallurgy) followed by the regeneration of the sorbent and processing of the resulting metal solutions to return them to the production chain. The aim of this project is to develop sorbents based on specially modified nanodiamonds, capable of multiple regeneration, for the purification of sewage from metallurgical enterprises. As a result of the project, sorbents based on modified nanodiamonds will be proposed for a wide range of metals, the efficiency and the possibility of their use in model sewage waters will be estimated. In addition, a large array of fundamental information will be obtained expanding the boundaries of the knowledge of nanodiamond surface chemistry, namely the nature of the interaction between metals and surface groups of nanodiamonds by means of far IR spectroscopy; the study of sorption properties and characteristic binding constants of various cations will be made

1. Методика лабораторной очистки коммерчески доступных образцов наноалмазов с параллельным инструментальным контролем (ИСП-АЭС, ААС) степени очистки. Результаты сравнения различных вариантов очистки (экстракция кислотами и с использованием микроволнового нагрева). 2. Методики направленной модификации поверхности наноалмазов под действием сильных кислот, оснований и окислителей, их контроль при помощи ИК-НПВО и результаты зависимости сорбционной емкости и других адсорбционных характеристик наноалмазов от модификации поверхности. 3. Параметры количественной оценки площади поверхности порошков направленно модифицированных наноалмазов. 4. Результаты количественной оценки сорбционной емкости предлагаемых наноалмазных сорбентов для металлов и анионов. Будет изучена обратимость процесса сорбции. 5. Параметры селективности сорбции на наноалмазных сорбентах для элементов, в том числе в разных степенях окисления (катионов переходных и платиновых металлов и некоторых анионов), а также количественные характеристики адсорбции (коэффициенты концентрирования и степени извлечения) при различных значениях pH. Изотермы сорбции различных катионов и анионов, сорбционные емкости. 6. Методика регенерации наноалмазного сорбента и параметры его устойчивости при многократной регенерации 7. Результаты измерения размеров агрегатов в растворах наноалмазов и потенциала поверхности, а также изменение этих параметров при взаимодействии с растворами катионов и анионов. Оценка эффективности использования водных дисперсий наноалмазов как способа быстрой очистки воды коагуляцией.

Проект будет базироваться на ранее разработанных авторами подходах к химическому анализу и физико-химическому исследованию наноалмазов детонационного синтеза. В проекте будут изучены наноалмазные сорбенты, полученные направленной модификацией поверхности окислительными и восстановительными агентами. В проекте будет использована представительная коллекция из 20 марок серийно производимых наноалмазов ведущих производителей из разных стран (Россия, Белоруссия, Украина, Япония, Германия) с различной технологией получения и последующей обработки.

Итоговые результаты 1. Разработана методика лабораторной очистки коммерчески доступных образцов наноалмазов с параллельным инструментальным контролем степени очистки методом ИСП-АЭС. Наилучшими условиями признан микроволновой нагрев до 250С в азотной кислоте. 2. Методики направленной модификации поверхности наноалмазов под действием сильных кислот, оснований и окислителей, их контроль при помощи ИК-НПВО и результаты зависимости сорбционной емкости и других адсорбционных характеристик наноалмазов от модификации поверхности. 3. Результаты измерения площади поверхности порошков направленно модифицированных наноалмазов. 4. Результаты количественной оценки сорбционной емкости предлагаемых наноалмазных сорбентов для металлов и анионов. Подтверждена обратимость процесса сорбции И возможность регенерации. 5. Изотермы сорбции различных катионов и анионов, сорбционные емкости. 6. Методика регенерации наноалмазного сорбента и параметры его устойчивости при многократной регенерации 7. Результаты измерения размеров агрегатов в растворах наноалмазов и потенциала поверхности, а также изменение этих параметров при взаимодействии с растворами катионов и анионов. Оценка эффективности использования водных дисперсий наноалмазов как способа быстрой очистки воды коагуляцией.