Бохир ус цэвэршүүлэхэд фотокаталитик идэвхит наноталст титаны оксид (TiO2) -ыг хэрэглэх судалгаа
Салбар : Байгалийн шинжлэх ухаан
Төслийн дугаар :
Төслийн төрөл : Дээд боловсролын шинэчлэлийн төсөл
Хугацаа: 2015-2016
Санхүүжилт: 27270.00 мян.төг
Түлхүүр үг : полиметаллын хүдэр, фотокаталик идэвхи, хэт ягаан туяа, титаны оксид, анатаз, бохир ус
Үр дүн
1-р шалгуур үзүүлэлтийн хүрээнд ажлын төлөвлөгөөний гүйцэтгэлийн дүн
Титаны хлоридын давс болон полиметалын хүдрээс синтезийн болон тунадасжуулах, талсжуулах, дахин талсжуулах процессыг үндэслэн фотокаталитик идэвхит шинж чанартай титаны оксидын анатаз эрдсийг нано талст хэмжээтэй гарган авч, харьцуулсан судалгааг хийж туршилтын явц үр дүнгээр 2 оюутныг бакалаврын ажил хийлгэн хамгаалуулсан.
-Оюутан А.Ариунзаяа “Полиметаллын хүдрээс титаны оксид гарган авах химийн судалгаа ” бакалаврын дипломын ажил 2016 оны 05.24.
-Оюутан Д.Агиймаа “Полиметаллын хүдрээс төмрийн оксид (Fe2O3)–н баяжмал гарган авах химийн судалгаа” бакалаврын дипломын ажил 2016 оны 05.24.
-ШУТИС, ХХТХ-ийн хамтарсан “Эрдэс түүхий эдийн хими технологийн асуудлууд” хуралд аман илтгэл тавьж, эрдэм шинжилгээний бичигт 1 өгүүлэл хэвлүүлсэн.
- “Ильменитийн баяжмалаас нано хэмжээст анатаз гарган авах химийн судалгаа” ШУТИС. Эрдэм шинжилгээний бүтээлийн эмхэтгэл №3/186 хуудас138-142. УБ. 2016.
ШУА, ХХТХ хүрээлэнгээс зохион байгуулж буй “Chemical investigation and utilization of natural resources” олон улсын эрдэм шинжилгээний IV-р хуралд 2016 оны 07.09 нд ханын илтгэл тавьж “Chemical and mineral analysis of purified titanium dioxide by recrystallization process” сэдэвт илтгэлийн хураангуйг олон улсын эрдэм шинжилгээний хурлын эмхэтгэлд хэвлүүлсэн.
-Судалгааны ажлын явцын үр дүнгээр Улаанбаатарын их сургуулийн химийн тэнхимийн багш оюутнуудын дунд 2016 оны 2 сарын 26-нд семинар тавьж хэлэлцүүлсэн.
Судалгааны ажлаа хэлэлцүүлэхээр Франц улсын Монтпеллэр хотноо зохиогдох “Powder and Grain” 2017 олон улсын хуралд “Chemical analysis of extracting transition metal oxides from polymetallic ore by sulphate process” сэдэвт аман илтгэлийн абсракт явуулан илтгэл тавих эрхээ авч, 8th International conference on Micromechanics of Granular Media EDP Science-д эрдэм шинжилгээний өгүүлэл бичиж явуулан review хийгдээд хэвлэгдэх эрхээ авсан. Manuscript № epjconf161913.
2-р шалгуур үзүүлэлтийн хүрээнд ажлын төлөвлөгөөний гүйцэтгэлийн дүн
Титаны оксидын нано талстыг гарган авах тохиромжтой нөхцлийг тогтоон туршилтын үр дүнг химийн болон багажит, шинжилгээний аргаар тодорхойлж, нано талстын хэмжээсийн тооцоог хийсэн. Полиметаллын хүдэр, баяжмалаас 90-93%-ийн титаны оксид, титаны хлоридын цэвэр давснаас 99.1%-ийн агуулгатай титаны оксид гарган авч дахин талсжуулах процессын дүнд 99.18-99.69%-ийн титаны оксидын агуулга бүхий фотокаталитик идэвхит анатаз эрдсийг /TiO2/ гарган авч бохир ус цэвэршүүлэх реакторын дотоодод суурилуулав.
-Бохир усны нийт 4-10 цэгээс дээж аван өдөр бүр туршилтыг явуулан Төв цэвэрлэх байгууламжаас гарч буй саарал усны найрлагын болон физик хими шинж чанарын судалгааг хийж, үр дүнд математик боловсруулалт хийн энгийн экспоненциал тэгшитгэлийн аргаар физик шинж чанарын үзүүлэлтүүдэд прогноз хийж үр дүнгээр магистрын нэг оюутныг хамгаалуулсан.
-Магистрант Х.Банзрагч “Төв цэвэрлэх байгууламжаас гарч буй саарал усны физик химийн судалгаа үр дүнгийн математик боловсруулалт” магистрын дипломын ажил 2016.03.11.
-Төв цэвэрлэх байгууламжаас гарч буй саарал усны химийн найрлага ба бактерийн шинжилгээг хийж, цэвэршүүлэх багажаар оруулсаны дараа химийн ба бактерийн шинжилгээг хийж харьцуулсан судалгааг хийж эхлээд байна. Судалгааны үр дүнгээр бакалаврын оюутны нэг ажил хамгаалуулсан.
-Оюутан Х. Байгальмаа “Төв цэвэрлэх байгууламжаас гарч буй саарал усны химийн ба микробиологийн шинжилгээ” бакалаврын дипломын ажил 2016 оны 05.24.
-Хэт ягаан туяаны долгионы уртаас хамаарсан тохиромжтой гэрлийг сонгон ус цэвэршүүлэгч бага оврын реакторыг хийж, бактери устгах туршилтыг хугацаанаас хамааруулан явуулж үр дүнг баталгаажуулан саарал усны бактерийг устгах цэвэршүүлэх туршилтыг явуулж байна. Судалгааны ажлын дүнгээр 4 сарын 29-нд семинар тавьж хэлэлцүүлэв.
-Хугацаанаас /10’, 40’, 60’, 80’,100 минут/ хамааруулан хэт ягаан туяагаар шууд шарах ба фотокаталитик идэвхи бүхий нано талст титаны оксид суулгасан нимгэн үе бүхий реакторын бактери устгах хүчин чадлын харьцуулсан судалгааг хийхэд UV-TiO2 бүхий реакторт 60 минутанд нийт нянгийн тоо 81,2-87,8%-иар буурч, гэдэсний бүлгийн эмгэг төрөгч бактери бүрэн устаж байна. Бохир ус цэвэршүүлэгч (UVA-TIO2-ын) реакторын хугацаанаас хамаарсан туршилтын 60 минутын дүнд хлорид ионы агуулга 31% хүртэл, сульфат ионы агуулга 6-14%, нитрат нитрит ионы агуулга 98% хүртэл, хүнд металлууд, микро элементүүдийн агуулга 12,25-36,36%-иар буурч байна.
Судалгааны ажлын дүнгээр 2016 оны 11 сарын 28-нд Улаанбаатарын их сургуулийн багш оюутнуудын дунд семинар тавьж хэлэлцүүлсэн.
3-р шалгуур үзүүлэлтийн хүрээнд ажлын төлөвлөгөөний гүйцэтгэлийн тайлан:
-Нано талст титаны оксидоор нимгэн үе тавин ус цэвэршүүлэгчийн дотор талд суулган бага оврын ус цэвэршүүлэх реактор бэлтгэн ахуйн ба үйлдвэрийн гаралтай бохир усны бактери цэвэршүүлэх туршилтыг хийж гүйцэтгэж эхлээд бактерийн шинжилгээний аргаар үр дүнг хянан тохиромжтой нөхцөл сонгох туршилтыг хугацаанаас хамааруулан хэт ягаан туяагаар шууд шарах ба фотокаталитик идэвхи бүхий нано талст титаны оксид суулгасан нимгэн үе бүхий реакторын бактери устгах хүчин чадлын харьцуулсан судалгааг хийсэн.
-Төв цэвэрлэх байгууламжийн бохир усны физик, химийн шинжилгээг өдөр, сар, улирлаас хамааруулан судалж үр дүнд математик боловсруулалт хийн энгийн экспоненциал тэгшитгэлийн аргаар урьдчилсан таамаглал бодолт хийсэн. Физик үзүүлэлтүүдийн хоорондын хамаарлыг регрессийн шинжилгээний аргаар тодорхойлов.
-2016 оны 9 сарын 23-нд төслийн ажлын явц шалгах комиссын гишүүдэд илтгэл тавьж хэлэлцүүлсэн.
-Ахуйн болон үйлдвэрийн бохир ус цэвэрлэгээнд цэвэр давс ба титаны оксидын баяжмалаас гарган авсан наноталст титаны оксидыг хэрэглэх судалгааг өөрийн оронд анх удаа бага оврын реактор бэлтгэн туршиж, судалгааны ажлын үр дүнгээр ашигтай загвар “Полиметаллын хүдрээс сульфатжуулах процессын дүнд шилжилтийн металлын оксидууд гарган авах нь” авахаар бэлтгэн мэдүүлсэн.
-Судалгааны ажлын дүнгээр 2016 оны 12 сарын 16, 2017 оны 3 сарын 24 нд тус тус технологийн факультетийн эрдмийн зөвлөлд семинар тавьж хэлэлцүүлсэн.
-Aзи, Номхон далайн орнуудын хими, биологи хүрээлэн буй орчин инженерчлэлийн нийгэмлэгийн ICESE 2017 Apr 11-13. 7th International Conference on Environment Science and Engineering/ олон улсын хуралд “Research on utilization of anatase (TiO2) extracted from polymetallic ore for waste water treatment process” илтгэл хэлэлцүүлж олон улсын EDP Sciences in press сэтгүүлд хэвлүүлж байна. Төслийн хүрээнд бий болсон үр дүнгээр судалгааны ажлын тайлан бичиж хүлээлгэн өгнө.