Межрегиональный молодежный инновационный форум «Инновации-2021»

Получение тонкодисперсного материала с высокими гидрофильными характеристиками на основе органомодифицированной бентонитовой глины

Авторы: Ворожцов Е.П,
ФГБОУ ВО "ХГУ им. Н.Ф. Катанова"
Видеоролик: https://youtu.be/xuVZrFASaV0

 

 

 

 

 

 

 

Аннотация проекта

В проекте описывается способ получения органоминерального материала посредством химической модификации природной бентонитовой глины, который, сохраняя высокую активность по отношению к воде, имеет большую удельную поверхность. Для решения технической проблемы был предложен органический модификатор для бентонитовой глины – аминоуксусная кислота (глицин) и способ получения органоминеральной композиции, который заключается в последовательном воздействии на природный материал карбоната натрия (процесс активации) и α-аминокислоты (модификация).

 

Описание проекта

Актуальность проекта

Гидрофильные свойства монтоморилонитовой глины (бентонита) имеют большое практическое значение в качестве связывающих веществ для формовочных смесей и создания буровых растворов. Внедрение в минеральную основу органических компонентов значительно расширяет технологические возможности применения данных материалов. Однако, введение большинства органических компонентов способствует снижению сродства к воде гидрофильной от природы глины. Между тем, существует потребность в органоминеральных композициях, сохраняющих гидрофильность исходного материала.

 

Цель проекта

Разработка способа получения органоминерального материала посредством химической модификации природной бентонитовой глины, который, сохраняя высокую активность по отношению к воде, будет иметь большую удельную поверхность.

 

Ожидаемые (полученные) результаты 

Проведен эксперимент по химической модификации глины аминокислотой; получены и исследованы образцы модифицированной аминоуксусной кислотой (патент РФ № 2754533 «Способ получения порошкообразного гидрофильного органобентонита»). Установлено, что органический модификатор способствует уменьшению среднего размера частиц бентонитовой дисперсии в 2 раза, существенному снижению в суспензии фракции крупных частиц и увеличению фракции более мелких частиц (от 0,5 до 1,0 мкм в 9 раз, от 1,0 до 2,0 мкм в 3 раза). Коллоидальность органомодифицированного бентонита составила до 93%.

 

Описание сути инновационного проекта

Для решения технической проблемы предложен органический модификатор для бентонитовой глины – аминоуксусная кислота (глицин) и способ получения органоминеральной композиции, который заключается в последовательном воздействии на природный материал карбоната натрия (процесс активации) и α-аминокислоты (химическая модификация).

Текущая стадия проекта 

Создан лабораторный прототип (проведены имитационные испытания)

 

Эффективность проекта 

1. Рациональное использование природных ресурсов. 2. Расширение возможностей практического использования уникального регионального природного сырья. 3. Проектирование и создание новых функциональных материалов.;

 Наименование и краткое описание разработки (инновационного продукта / услуги), создаваемой в проекте

Описание разработки и ее потребительских качеств

Способ заключается в последовательном воздействии на природный материал карбоната натрия (процесс активации) и α-аминокислоты (химическая модификация). Технология позволяет получить органоминеральный продукт с высокой гидрофильностью, коллоидальностью, удельной поверхностью, адсорбционной способностью)

 

Назначение разработки

Получение органоминерального материала на основе химически модифицирораваного природного бентонита, с улучшенными физико-химическими характеристиками (высокая гидрофильность, коллоидальность, удельная поверхность, сорбционные свойства)

 

Новизна и конкурентные преимущества презентуемой разработки в сравнении с аналогами

1. Новый органоминеральный материал на основе бентонитовой глины. 2. Высокая дисперсность материала при сохранении большой гидрофильности глины. 3. Простота технологии.

 

Партнёры по реализации проекта 

нет

Объемы необходимых инвестиций, тыс. руб: 0