«AP19676747» Разработка бактерицидных углерод-кремниевых фильтров для очистки воздуха

Объект исследования, разработки или проектирования: Бактерицидные фильтры для систем воздушной вентиляции закрытых общественных пространств.

Цель работы: Разработать методику получения бактерицидных углерод-кремниевых фильтров, для систем воздушной фильтрации в закрытых общественных пространствах, с целью снижения рисков распространения респираторной инфекции у людей.

Методы исследования: Исходным материалом носителя предлагаемых к разработке фильтров является углерод-кремниевый сорбент на основе карбонизованной рисовой шелухи, которая уже содержит до 30% оксида кремния. Контроль параметров углерод-кремниевого сорбента будет производится методом БЭТ и по метиленовому голубому ГОСТ 4453-74. Данные методы исследования необходимы для сравнительного анализа характеристик материала фильтров после импрегнации бактерецидами. Таким образом будет установлено влияние концентраций растворов бактерицидов на сорбционные характеристики углей. Исследования эффективности импрегнации растворами бактерицидов будут проводится с различными концентрациями хлоргексидина и дубильной кислоты. Исследование степени импрегнации и влияние на структуру материала фильтра будет установлена методами световой микроскопии и СЭМ. Для определения степени инактивации функциональных групп импрегнированных бактерицидов будет использована ИК-спектроскопия. Сравнительный анализ ИК – спектров позволит определить активные функциональные группы бактерицидов, импрегнированных на материале фильтра и степень инактивации. Для определения эффективного срока действия антимикробного средства на фильтре и выделение бактерицидов потоком воздуха, будет разработан и создан лабораторный испытательный стенд и изготовлены модельные фильтры. Контроль рабочих параметров испытательного стенда будет проводится удаленно для возможности исследований в боксе биологической безопасности.

Полученные результаты и новизна: Новизна проекте - получение бактерицидных фильтров из углерод- кремниевого сорбента на основе карбонизованной рисовой шелухи. Основные результаты: 1. Получен углерод-кремниевый сорбент. Универсальность микропористых активированных углей для адсорбции газов и удаления неприятных газов не вызывает сомнений. Кроме того, поры фильтра из активированного угля могут задерживать микробы, однако это не снимает проблему развития бактерий и грибков на материале фильтра. Импрегнация активированных углей бактерицидами ведется в основном в биомедицинском направлении, кроме того не исследован эффект инактивации импрегнирующего агента порами угольного фильтра. 2. Для придания бактерицидных свойств разрабатанных фильтров импрегнированы – хлоргексидин и дубильная кислота. Хлоргексидин биоактивная молекула, которая представляет собой катионный бисбигуанид, являющийся антисептиком широкого спектра, действует за счет разрушения клеточных мембран, поэтому он также активен против оболочечных вирусов. Этот механизм обеспечивает активность против широкого спектра микроорганизмов, обнаруженных в системах отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха. Дубильная кислота может быть отнесена к полифенольной группе и обладает уникальными противовирусными, а также антибактериальными свойствами.

Основные конструктивные и технико экономические показатели: Синтез образцов углерод-кремниевого сорбента проводился в изотермических условиях. Модифицирование образцов проходило во вращающемся реакторе в инертной среде при температуре 650±10 °С, скорости подачи аргона 50 см3/мин, времени контакта 20-30 мин. Схема установки приведена на рисунке 1. Процесс активации проводился следующим образом: газ-активатор (СО2) подавался, начиная с 300 °С, вплоть до выбранной температуры активации (800°С, 450 °С), при которой образец еще выдерживали определенное время.

Область применения: Бактерицидные фильтры для систем воздушной вентиляции закрытых общественных пространств.

Руководитель организации — Акназаров Сестагер Хусаинович ( Доктор химических наук, академик КазНАЕН )

Руководитель работы — Байсейтов Д. А. ( КPhD (Химия) )