ЦЕНТР ОХРАНЫ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ И ЗДОРОВЬЯ

GSF Forschung fur Umwelt und Gesundheit GmbH

GSF- National Research Center for Environment and Health

Institut fur Okologische Chemie

GSF - Institute of environmental chemistry

Институт экологической химии

Postfacht 1129, D-85758 Neuherberg

Professor Dr. A. Kettrup -директор Института экологической химии

Dr. Georg Matuschek, Institut fur Okologische Chemie, GSF-Forschungszentrum fur Umwelt und Gesundheit GmbH matuschek@gsf.de

Совместные публикации:
И.Н.Бекман, В.Балек, Г.Матушек, А.Кеттруп//Адсорбционные и транспортные характеристики угольных волокон//Вестник МГУ, серия 2: химия, т.41, №5 (2000) 338-342

GSF Forschung fur Umwelt und Gesundheit GmbH
Botschaft der Bundesrepublik Deutschland, Mosfilmowskaja 56, 119285, Moskau, Russland
Einreiseenlaubnis/Sichtvermerk fur Gastwissenschatler
hier: Russischer Staatsangehorigen Prof Dr. I.N.Bekman, Moscow State University, Department of Chemistry Sehr geehrte Damen und Herren,
aufgrund der 1.1.1991 geanderten Bestimmungen zur Durchfuhrung des Auslandergesetzes kann die Einreiseerlaubnis fur Gastwissenschaftler, die auf Einladung einer offentlichen Forschungseinrichtung in der Bundesrepublik wissenschaftlich tatig werden sollen, ohne Zustimmung der Auslanderbehorde direct von den deutschen Botschaften bzw. Konsulaten erteilt werden. Im Rahmen eines Forschungsprojektes zwischen dem GSF-Institut fur Okologische Chemie und dem Department of Chemistry der Moscow State University haben wir Herrn Prof.Bekman zu einem Trainingsaufenhalt fur die Zeit vom 16 September bis 15. Oktober 1996 in die GSF eingeladen, um sich in neue Analysenmethoden, inbrsondere der thermischen Analyse sowie Massenspektrometrie bei Untersuchungen zum Umweltverhalten von Industrieerzeugnissen wahrend Production, Verwendung, Wiederverwertung und Entsorgung einzuarbeiten. Alle durch den Aufenthalt anfallenden Kosten, einschliesslich Miete und Krankenversicerung, werden von der GSF ubernommen. Herr Prof.Bekman wird in unserem Gastehaus wohnen und unseren Buro administrativ betreut werden. Wir bitten um Erteilung der Aufenthaltserlaubnis von 16. September bis 16. Oktober 1996. Mit freundlichen Grussen Dr.N.Blum, A.K.Schartmuller

Plan

of activities in Federal republic of Germany by Prof. Dr.I.N.Bekman, Moscow State University, Chemical faculty

Направления совместных исследований

1. Mastering of new thermal analysis methods for determination of the environmental impact of industrial products during production, use, recycling and waste management.
2. Characterisation of thermal behavior of polluted clay minerals samples (namely bentonite as a soil component contaminated with dichlorphenol, aromatic complex phenolic acids, quarternary amines as degradation products of herbicides etc.) using the DTA/TG coupled with Mass Spectrometry.
3. Methods for data acquisition.

Договор

о научно-техническом сотрудничестве между Институтом экологической химии при Научно-исследовательском центре "Охрана окружающей среды и здоровья" (г.Мюнхен, Германия) и Химическим факультетом МГУ им. М.В.Ломоносова

Оптимизация процессов утилизации органических полимеров содержащих неорганические вещества

1. Цели проекта:
Выбор оптимальных условий пиролиза и термодеструкции органических полимерных материалов, содержащих неорганические элементы (Si, Ge, Sn). Качественный и количественный анализ выделяющихся продуктов. Использование адсорбционно-активных фильтров и методов мембранной абсорбции для увеличения эффективности разделения токсичных летучих компонентов и газообразных отходов, образующихся в ходе инсинирации. Тестирование активных фильтров по Европейским и Германским стандартам. Рекомендации по оптимизации процесса сжигания органических/неорганических полимеров, в настоящее время широко используемых в России и в других странах для производства таких материалов, как лаки, смолы, клеи, связующие, герметики, теплоизоляторы космических аппаратов и холодильников, покрытия строительных конструкций, магистральных газо- и нефтепроводов, изоляции проводов или кабелей, селективных мембран и др.
2. Рабочая программа
1) Анализ жизненного цикла и оценка экологического риска кремниевых полимеров, используемых для производства мембран и других изделий. Создание банка материалов, производимых различными заводами России и Германии. Химический анализ собранных образцов. Характеризация термической стабильности отработавших свой срок кремниевых полимеров.
2) Изучение окислительного пиролиза и термодеструкции органических полимеров, содержащих неорганические вещества. Исследуемые материалы: полисилоксаны, хлор и кремнийсодержащие карбоцепные полимеры, случайные и блоксополимеры, фторированные полимеры. Поиск оптимальных режимов сжигания кремнийсодержащих полимеров. Использование новых планарных бипористых адсорбентов и аппаратов регулярной структуры (адсорбционноактивных фильтров) для выделения опасных токсичных веществ из выхлопных газов процесса инсинирации.
3) Развитие рециклинговых методов полной утилизации Si-содержащих полимерных отходов, в частности, трансформация органической части полимера в нефтеподобные вещества, а неорганического осадка - в высоко пористый адсорбент. Практические рекомендации по полной утилизации (без образования на какой-либо стадии парниковых газов: углекислого газа, метана и др.) органических полимеров, содержащих неорганические элементы.
4) Передача результатов работ на предприятия по переработке промышленных и бытовых отходов и потенциальным потребителям нефтеподобных веществ и сорбентов в обеих странах.
5) Организация рабочего совещания, написание отчета, подготовка к печати статей.
3. Обоснование
Московский государственный университет обладает большим опытом изучения термостабильности селективных мембран (силиконов, органоминеральных мембран, органо/неорганических гибридных мембран), используемых в промышленности России для раздедения газ-газ, газ-жидкость или жидкость-жидкость смесей. В рамках данного проекта предполагается изучение таких материалов производства Российской Федерации как полидиметилсилоксан, политриметилсилоксан, поливинилтриметилсилоксан, блоксополимеры полиреат - полидиметилсилоксан, поливинилтриметилсилан- полиметилсилоксан), пластифицированные полимеры (поливинилтриметилсилан (ПВТМС)- олиговинилтриметилсилан, ПВТМС-олиговинилоктилдиметилсилан, ПВТМС-диоктилсебацинат), органо-минеральные мембраны (материал, содержащий полимер и керамику), например, полисульфон + оксид циркония, органик/неорганик гибридные мембраны (пористые неорганические мембраны, пропитанные органическими веществами, наномасштабные керамика/полимер гибридные системы). Будут изучены и конструкционные материалы, в частности, используемые для создания покрытий (фторированные полимеры, кремнийсодержащие смазки, кремнийорганические каучуки и др.). Проект будет использован для управления жизненным циклом кремнийсодержащих полимерных материалов от автомобильной и строительной индустрии России и Баварии. Изучение процесса пиролиза и тестирование продуктов разложения с точки зрения их токсичности, а также твердых остатков после термодеструкции будет проводиться на аппаратуре МГУ и Института экологической химии. Информация о способах полной утилизации кремнийорганических полимеров будет использована для оптимизации режима переработки бытовых и промышленных отходов. Результаты работы будут распространяться среди потенциальных пользователей России и Германии.

Project GSF-MSU

Short Title: Optimisations of organic/inorganic polymers incineration

Full Title: Optimisation of the incineration process of organic polymers containing inorganic substances

1. Objectives of the Project
Aim of research are: 1) Life cycle analysis and environmental risk production assessment of silicon polymers for membranes and related materials. 2) Determination of the conditions for pyrolysis and thermodestruction of organic polymers containing inorganic substances (Si, Ge, Sn). Analysis of the evolved gases. 3) Use of adsorption active filters with planar sorbents and membrane absorption of hazardous components in order to achieve a more efficient separation of hazardous volatile from the effluent gases resulting after incineration. Testing of active filters using German and European Standards. 4) the optimization of the incineration process of silicon and other elements containing polymers, used as, varnish, lacquer, glue, binders, hermetic, heat insulator of spacecraft, refrigerator buildings materials, coatings of gas and oil lines, wire and cable, membrane materials and another organic/inorganic polymers used recently in the Russian Federation and other countries. 5) Practical recommendation for the complete utilisation of organic polymers containing inorganic substances in industrial waste processing, in particular, for transformation of organic parts of polymers into petrochemical-like substances and transformation of the silicon residuals into high-porous adsorbents, will be transferred to the incineration plants and potential users both in the Russian Federation and Germany.
2. Working program and time schedule
1. Life cycle analysis and environmental risk production assessment of silicon polymers for membranes and related materials Collection of polymer waste sample in various places in Russia and Germany. Chemical analysis of the collected samples. Characterisation of thermal stability of silicon polymer waste.
2. Investigation of oxygenate pyrolysis and thermodestruction of organic polymers containing inorganic substances. Following materials will be investigated: polysiloxane, halogen and silicon-containing carbochain polymers, random and block copolymers, fluoroilicone polymers. Determination of optimal conditions for burning of the silicon containing polymers. Use of the new planar sorbents and the regular structure apparatus (adsorption active filters) for separation effluent gases of the incineration process from hazardous pollutants.
3. Development of recycling methods of complete utilisation of Si-containing polymer waste, in particular, transformation of organic parts of polymers into petrochemical-like substances and transformation of the silicon residuals into high-porous adsorbents. Practical recommendation for the complete utilisation of organic polymers containing inorganic substances in industrial waste processing. Organization of joint workshop. Results will be transferred to the incineration plants and potential users petrochemical substances and sorbents in both countries.
4. Preparation of final reports and manuscripts of publications to journals
5. Exchange of Scientists
3. Task sharing
3.1 German Partner
Develop optimal methods for incineration polymeric waste containing inorganic substances. In particular, it concerns silicon-organic polymers for industrial application and selective Si-organic-based membranes. Thermal Analysis characterisation of the Si-containing polymers will be carried out by means of DTA, TG, EGA/MS. The GSF laboratory is well equipped for this task. The German partner will also participate in the dissemination of the results and practical use of the incineration process of Si-containing polymer waste to potential German users.
3.2 Russian partner
Development of phenomenological theory of kinetics of thermodestruction of Si-organical polymers. Mathematical simulation of gas evolution from polymers during heating. Development of methods of transformation of the silicon-organic polymers of various composition, structure, and industrial application into high-porous adsorbents. Testing sorption properties of porous products of thermodestruction Si-containing polymers and surface area determination. Separation of gaseous products of polymers decomposition using advanced membrane absorbers. Use of the basaltic fibrous sorbents and the regular structure apparatus (adsorption active filters) for cleaning flue gas of the incineration process from hazardous pollutants
4. Rationale
Moscow State University study of thermostability of selectively membranes (silicone polymers, organo-mineral membranes, organic/inorganic hybrid membranes) used in Russian industry for separation of gas-gas, gas-liquid or liquid mixtures. Following materials used for polymer membrane production in Russian Federation will be considered in the project: polydimetylsiloxane, polytrimethylsilylpropine, polyviniltrimetilsilane, block-copolymers (polyarylate-polydimethylsiloxane, polyviniltrimethylsilane-polydimethylsiloxane), plasticized polymers (polyviniltrimethylsilane (PVTMS) oligovinyltrimetrimethylsilane, PVTMS-oligovinyloctyldimethylsilane, PVTMS-dioctylsebacinate); organo-mineral membranes (polymers and ceramics material), e.g. polysulfone+ZrO2, organic/inorganic hybrid membranes (porous inorganic membranes with grafted or trapped organic species, nanoscale ceramic/polymer composites, organic/inorganic hybrid polymers). Materials used in coatings (fluoroalcylsilane based systems, silicone grease, silicon rubber, etc.) will be investigation. The project will be used for the introduction of life cycle management of silicon polymer waste from automobile and building industry in the Russian Federation and Bavaria. Investigation of processes pyrolysis and testing pyrolyses products from the view-point of their toxicity as well as and solid residues will be carried out by means of methods available at MSU and GSF, respectively. Information about methods of complete utilisation of Si-containing polymers will be used in the production and subsequent treatments polymer materials. The results will be dissemination to potential users both in the Russian Federation and Germany. A joint workshop will be organises in the third year of the project.

Projekt: CHEMICAL TREATMENT OF COAL FLY ASH WASRE YIELDING ZEOLITES USABLE AS SORBENTS OF ENVIRONMENTAL POLLUTANS, 1997-1999

Project Coordinator: Dr. Georg Matuschek GSF Forschung fur Umwelt und Gesundheit
Prof. I.N.Bekman, MSU, Moscow
Dr. J.Dzelme, University Riga
Thermal behavior of spent zeolite during burning of organic pollutants will be tested. Following equipment will be used: IR-VIS spectroscopy, DTA, TG, instrumental analytical methods, AAS, chromatography etc.
Bekman: Modelling of processes taking place during treatment of the fly ashes and sorbents. Mathematical modelling of the hydrothermal processes used for transformation of fly ash into porous zeolite materials aiming to determine optimal conditions of the treatment giving maximal porosity and sorption ability of the sorbent. Computer treatment of experimental results obtained during hydrithermal treatment of fly ash samples. Modelling of the effect of pH, solid/liquid ratio and temperature on the properties of the zeolites. Computer treatment of the experimental data of sorption-desorption processes, using heavy metals, ammonia and organic compounds. Determination of adsorption isotherm types. Computer treatment of the experimental data of Emanation Thermal Analysis characterizing changes in the porous system of sorbents. Recomendations for the construction units for the treatment of liquid waste (Industrial waste and agricultural waste).
Dzelme: Characterization of the sorption behavior of the zeolites to volatile pollutants using thermodesorption spectroscopy. Supplying a sample of the fly ash from the power plant in Baltic republic to the ICT Praha. The equipment for characterization of sorption-desorption of gases is available at the Institute of Chemical Physics.

Hosted by uCoz