Научные основы реакционной способности твердых горючих ископаемых и разработка методов получения и физико-химические исследования широкого класса новых функционализированных сорбентов из ископаемых углей для очистки воды, охраны окружающей среды и технологических процессов в разных отраслях промышленности.

Отчет 76 с., 1 кн., 23 рис., 26 табл., 59 источн., 1 прил. Объектами исследования являются углеродные и функционализированные сорбенты из ископаемых бурых, каменных углей. Цели проекта:  разработка научных основ и методов получения новых углеродных материалов, в том числе сорбентов, с определенными целевыми характеристиками для очистки шахтовых вод, сточных вод горнорудной промышленности, сточных вод от пестицидов и гербицидов, от тяжелых металлов, от нефтепродуктов, а также для извлечения цветных и благородных металлов, редкоземельных элементов;  создание научных основ технологии получения функционализированных сорбентов (сильнокислотных катионитов) из некоксующегося каменного угля: исследование реакций сульфирования в каменном угле; изучение кинетики ионообменных процессов, определение емкости, селективности и устойчивости катионитов из функционализированных каменных углей ранней стадии метаморфизма;  выявление закономерностей изменения состава органических продуктов термогидролиза буроугольного гумусового, сапропелитового и горючесланцевого сырья, в зависимости от вещественно-петрографического состава и степени литогенетической зрелости органической массы.  развитие новых направлений глубокой переработки низкосортных углей с получением жидких топливных фракций и углеводородного сырья для химической промышленности. В 2021 году: Разработаны методики получения новых классов углеродных сорбентов из ископаемых углей для очистки сточных и промышленных вод с различного рода загрязнениями. Выполнено теоретическое и экспериментальное исследование кинетики сульфирования витринитов каменных углей. Определены емкость, селективность, исследована кинетика процесса адсорбции фенола из водных растворов на углеродных адсорбентах. Проведена аналитическая обработка и систематизация экспериментальных результатов исследования парафино-нафтено-ароматических углеводородов, нейтральных и кислых гетероатомных органических соединений в составе термогидролизатов сапропелитов из наиболее перспективных месторождений России, Казахстана, Китая и Монголии. Исследовано влияние каталитических добавок на состав и свойства жидких продуктов, получаемых из сапропелитовых углей в процессе их гидрогенизации в присутствии растворителя. В 2022 году: Разработаны методики активирования углеродных сорбентов: соединениями брома (пропитка бромидом аммония) и соединениями хлора (окислительная обработка хлорной кислотой). Исследованы физико-химические и сорбционные свойства модифицированных образцов сорбентов. Выполнено экспериментальное исследование нанореакторного сульфирования витринитов каменных углей. Из некоксующегося каменного угля Задубровского разреза Кемеровской области получен монофункциональный сульфокатионит с хорошими эксплуатационными характеристиками. Определены емкость, исследована кинетика адсорбции пиридиновых оснований из водных растворов на углеродных адсорбентах. Выполнено исследование группового и структурно-молекулярного состава углеводородных соединений ближнего диапазона распределения (≤ н-С18), генерируемых в процессе термогидролиза гумусового бурого угля Кангаласского месторождения Якутии в условиях, близких к оптимальным (400 °C, 1 ч) по извлекаемости жидких веществ. Разработана методика термогидролиза гумусовых углей с органической массой буроугольной стадии карбонизации. Исследован процесс гидрогенизации сапропелитовых углей с добавками отходов резинотехнических изделий. В 2023 году: Разработаны методики получения новых углеродных сорбентов для извлечения цветных металлов из водных сред; исследована сорбция катионов цветных металлов (Ag+, Cu2+, Pb2+) в зависимости от текстурных характеристик новых углеродных сорбентов. Разработан способ получения сульфокатионита из некоксующегося каменного угля Задубровского разреза Кемеровской области; изучены физико-химические характеристики нового сульфокатионита; представлена структура элементарного звена сульфокатионита; исследована селективность ионообменной сорбции катионов H+, Na+, Ag+, Ca2+, Cu2+, Fe3+, Pb2+; катионит предложен для глубокой деминерализации воды на тепловых электростанциях и котельных установках. Выполнены экспериментальные исследования продуктов термогидролитической переработки сапропелитов и гумусовых бурых углей с применением методов хромато-масс-спектрометрии и химической информатики с использованием современных информационно-логических систем. Перечень наименований всех подготовленных промежуточных отчетов по этапам и их регистрационные номера: 1. Промежуточный отчет за 2021 год. Научные основы реакционной способности твердых горючих ископаемых и разработка методов получения, и физико-химические исследования широкого класса новых функционализированных сорбентов из ископаемых углей для очистки воды, охраны окружающей среды и технологических процессов в разных отраслях промышленности. Регистрационный номер И222021200058-2 / 222021600341-1. 2. Промежуточный отчет за 2022 год. Научные основы реакционной способности твердых горючих ископаемых и разработка методов получения, и физико-химические исследования широкого класса новых функционализированных сорбентов из ископаемых углей для очистки воды, охраны окружающей среды и технологических процессов в разных отраслях промышленности. Регистрационный номер И223020600158-7 / 223020800143-1. Научно-исследовательская работа продолжается в 2024 - 2025 по проекту № 1022041700001-6