ЗАКЛЮЧЕНИЕ. Проектирование и синтез наноструктурированных углеродных материалов различного назначения является актуальной задачей современности

Проектирование и синтез наноструктурированных углеродных материалов различного назначения является актуальной задачей современности. В этой связи диссертационная работа «Синтез многофункиональных наноматериалов из растительного сырья» показала, что можно разрабатывать и синтезировать наноуглеродные композиции с заданными свойствами различного назначения. В результате выполнения данной диссертации решены поставленные задачи и достигнута основная цель – синтезированы наноструктурированные углеродные материалы: сорбенты для извлечения токсичных и радиоактивных элементов из водных сред, сорбенты для хроматографического разделения биологических веществ, экспериментальный образец гемосорбента.

Комплекс проведённых исследований позволяет сделать следующие выводы:

1. Исследованы основные закономерности формирования наноструктурных углеродных материалов при пиролизе растительного сырья (рисовая шелуха, пшеничные отруби). Изучена морфология и структура продуктов карбонизации. Показано, что наноразмерные элементы структуры различной формы.

2. Синтезированы и испытаны новые наноструктурированные углеродные сорбенты на основе карбонизованных пшеничных отрубей. Установлена их высокая сорбционная емкость по отношению к ионам токсичных элементов (Pb, Sn, Ni, Cd, Cr, Zn) и радиоактивных изотопов (¹³⁷Cs, ⁹⁰Sr, ²¹⁰Pb).

3. Синтезированы и испытаны новые наноструктурированные углеродные сорбенты на основе карбонизованной рисовой шелухи. Установлена их высокая сорбционная емкость по отношению к ионам токсичных элементов (Cd, Cu).

4. Синтезирован наноструктурированный углерод-кремниевый сорбент на основе карбонизованной рисовой шелухи, и испытан в качестве хроматографического сорбента для разделения биологически активных веществ. Показано, что удельные характеристики предложенного материала не только не уступают мировым аналогам, но и превышают их в ряде показателей. Свойства полученного материала позволяют использовать его не только в лабораторных целях, но и в полупромышленных.

5. Проведены исследования по оценке материала на основе карбонизованной рисовой шелухи в качестве гемосорбента (экспериментальный образец). Исследованы свойства сорбента на повреждающее кровь действие. Показано, что полученный материал не уступает импортному сорбенту (ВНИИТУ-1, Россия), применяемому сейчас в Республике Казахстан, и может производиться на базе местного сырья.

Поставленные в работе задачи решены полностью. О высоком научном уровне полученных результатов свидетельствуют статьи, опубликованные в республиканских журналах, включенных в список изданий, рекомендованных Комитетом по надзору и аттестации в сфере образования и науки МОН РК.

Полученные наноструктурированные углеродные сорбенты прошли успешные испытания в Институте молекулярной биологии и биохимии им. М.А. Айтхожина и показали высокие характеристики.Научно-технические результаты, полученные в ходе исследований доложены на международных симпозиумах.

Оценка выполнения задач, поставленных в диссертации. Осуществлен комплексный подход к исследованию процесса карбонизации рисовой шелухи и пшеничных отрубей. Проведена оценка воздействия pH среды, температуры карбонизации типа активирующего агента, времени сорбции на степень поглощения ионов токсичных элементов (Pb, Sn, Ni, Cd, Cr, Zn, Cu) и радиоактивных изотопов (¹³⁷Cs, ⁹⁰Sr, ²¹⁰Pb) углеродными материалами на основе рисовой шелухи и пшеничных отрубей. На основании полученных результатов хроматографичского разделения биологически активных соединений определены условия, обусловливающие высокую селективностью выделения фитогормона фузикокцина. Проведено испытание опытного образца гемосорбента.

Сравнение результатов диссертации с лучшими достижениями в этой области и конкретные практические рекомендации по их использованию.

С использованием данных по исследованию физико-химическими методами анализа углеродных материалов, полученных карбонизацией рисовой шелухи, получен сорбент, обладающий высокой эффективностью в процессе хроматографического разделения биологически активных соединений и позволяющий селективно выделять фитогормон фузикокцин. Сравнение результатов хроматографического разделения биологически активных соединений на разработанном материале и на органическом геле октилцефароза 4B-CL, используемом в настоящее время в мировой практике, показало, что время, затрачиваемой на проведение процесса, меньше в 1,5 раза. Стойкость к микробиологическим средам и лёгкость регенерации также являются преимуществами данного сорбента. Это позволяет использовать сорбент в течение продолжительного времени (не менее 1 года). Кроме того, повышенная механическая прочность позволяет получать количества БАВ, достаточные для проведения не только лабораторных исследований, но и полевых испытаний.