Нанотехнологическое сообщество Нанометр, все о нанотехнологиях
на первую страницу Новости Публикации Библиотека Галерея Сообщество Объявления Олимпиада ABC О проекте
 
  регистрация
помощь
 

Тема проекта 25 - Собственный фильтр для очистки воды

Ключевые слова:  учителю

Автор(ы):  ФНМ МГУ

10 ноября 2011

Название(я): Собственный фильтр очистки воды

Номер в каталоге: 25

Основной предмет (школа): химия, биология

Область знания (ВУЗ): экология, сорбенты, мембранные технологии

Актуальность: Фильтры очистки воды в настоящее время чрезвычайно распространены и действительно являются востребованными и в быту, и в промышленности из - за постепенного ухудшения экологической ситуации, особенно в больших городах. Самыми распространенными их компонентами являются различные варианты активированного угля, цеолиты, ионнообменные смолы, иногда мембраны с размерами пор, обеспечивающими ультрамикрофильтрацию и т.д. При этом в аптеках продается достаточно большое количество различных сорбентов (причем за достаточно небольшую цену), у каждого из которых есть своя специфика. Целью данного проекта является изучение свойств данных общедоступных сорбентов и разработка на их основе оптимальной конструкции собственного фильтра для очистки воды, его тестирование и определение основных "эксплуатационных" характеристик.

Новизна: конструирование собственного фильтра для очистки воды из доступных нетоксичных компонентов

Цель: исследование областей применения различных коммерчески доступных медицинских сорбентов

Задачи:

1. ознакомление с литературой по историческим и современным способам очистки воды в быту, промышленности, на подводном флоте и орбитальных станциях, в лабораторных условиях (сверхчистая вода).

2. поиск данных о составе, структуре и функциональных свойствах сорбентов, доступным в школьной лаборатории, аптеке и пр.

3. получение (закупка) сорбентов

4. подготовка колонки с заданной массой и насыпной плотностью сорбента и дополнительными стандартизированными "грубыми" фильтрами

5. сравнение доступных сорбентов (целлюлозных фильтров, хлопка) и энтеросорбентов (включая активированный уголь, полифепан, смекту, энтеросгель, полисорб и др.) в отношении адсорбции красителей (бриллиантовый зеленый, фукцин, флуоресцеин), переходных (железный, медный купоросы, перманганат калия и др.), тяжелых металлов (свинец, барий, стронций и др. - работать только в присутствии взрослых!), галогенов (йод), жира (масла и пр.), органических растворителей (спирт, ацетон и пр.), кислот и щелочей (уксусная кислота, нашатырный спирт, известковое молоко и др.), отваров растений (чай, кофе и т.д.) и пр., а также химически совместимых смесей указанных "загрязнителей".

6. анализ на основании количественных (титрование) и качественных реакций степени очистки и удельной емкости выбранных сорбентов.

7. анализ полученных данных и разработка конструкции собственного фильтра очистки воды, оптимизированного по производительности, стоимости компонентов и универсальности (возможности очистки различных загрязнений в их произвольной смеси), для этого необходимо выбрать, в том числе, минимально необходимое количество и порядок расположения в фильтрующей цепи различных сорбентов.

8. оценка биологической активности (токсичности) очищенной воды при выращивании комнатных растений (любые другие варианты, исключающие собственное употребление очищенной воды).

9. обобщение полученных данных и обоснование выбранной конструкции фильтра очистки воды.

Экспериментальные подходы: работа с растворами, титрование

Методические подходы: взаимосвязь структуры и свойств сорбентов, теория адсорбции, ознакомление с особенностями химии поверхности

Требующиеся нестандартные реактивы и ресурсы: не требуются (могут потребоваться соли металлов и органические реагенты, недоступные в школьной лаборатории, а также аналитические установки для инструментального анализа)

Освоение школьником теоретического материала: адсорбция, химия поверхности, выражение концентрации растворов, качественные реакции и титрование в аналитической химии.

Навыки, получаемые школьником: работа с растворами, титрование

Предшествующий материал по школьной программе: строение органических соединений, углерод, химия кремния, теория растворов

Роль учителя: общее руководство проектом, контроль соблюдения правил гигиены и техники безопасности

Возможная помощь тьюторов: обеспечение реактивами, специальной литературой, консультативная помощь и совместный со школьниками инструментальный анализ

Техника безопасности: строго соблюдать при выборе работ с тяжелыми металлами и токсичными органическими веществами (если эти работы добровольно выбраны)

Примечания: возможно дополнительно проведение стадии серебрения выбранных сорбентов, разборка ряда бытовых фильтров и сравнение с их параметрами по эффективности очистки, анализ биологических качеств очищенной воды (например, при проращивании семян), инструментальный анализ выбранных сорбентов (оптическая, электронная микроскопия, рентгенофазовый анализ и т.д. - при сотрудничестве с ВУЗом) и степени очистки воды (размеры частиц примесей, катионный и анионный состав, наличие органических примесей и пр.).

Чистая вода - залог здоровья.

Первичные литературные ссылки для начала поиска: графен и ртуть

Другие работы кластера "Каталог тем проектных работ" (гипертекстовый навигатор):

 

Прикрепленные файлы:
proekt25.pdf (114.46 КБ.)

Информация о теме проекта.

 

 
Средний балл: 10.0 (голосов 1)

 



Для того чтобы оставить комментарий или оценить данную публикацию Вам необходимо войти на сайт под своим логином и паролем. Зарегистрироваться можно здесь

 

Протонные супернити
Протонные супернити

Перст-дайджест
В новом выпуске бюллетеня «ПерсТ» (Интересные научные события 2020 года от Американского физического общества (APS): Новый век сверхпроводимости. Магические углы в графене. Новые рекорды LIGO и Virgo: сверхмассивные и асимметричные слияния черных дыр. Свет от темной материи в эксперименте Xenon. Чего не хватает для создания квантового интернета? Коперниканский переворот в нейронных сетях. Червякомешалка. Вселенский метроном и предел точности атомных часов. Благородные металлы и графен против токсичных газов. Мультиферроик с ферродолинным упорядочением. Борные сенсоры азотосодержащих загрязнителей.

Наносистемы: физика, химия, математика (2020, Т. 11, № 6)
Опубликован новый номер журнала "Наносистемы: физика, химия, математика". Ознакомиться с его содержанием, а также скачать необходимые Вам статьи можно по адресу: http://nanojournal.ifmo.ru/articles/volume11/11-6
Там же можно скачать номер журнала целиком.

С Новым годом!
Дорогие друзья и коллеги!
Поздравляем с наступающим 2021 годом!
Желаем всем хорошего настроения и здоровья, удачи во всем и новых достижений!

Спинтроника и iPod
В.В.Уточникова
В 1988 году Альберт Ферт и Петер Грюнберг независимо друг от друга обнаружили, что электросопротивление композитов, составленных из чередующихся слоев магнитного и немагнитного металла может невероятно сильно меняться при приложении магнитного поля. В течение десятилетия это, казалось бы, эзотерическое наблюдение революционным образом изменило электронную промышленность, позволяя накапливать на жестких дисках все возрастающий объем информации.

ДНК правит компьютером
Бидыло Тимофей Иванович
Наиболее вероятно, что главным революционным отличием процессоров будущего станут объемная (3D) архитектура и наноразмер составляющих, что позволит головокружительно увеличить количество элементов. Сегодня кремниевые технологии приближаются к своему технологическому пределу, и ученые ищут адекватную замену кремниевой логике. Клеточные автоматы, спиновые транзисторы, элементы логики на молекулах, транзисторы на нанотрубках, ДНК-вычисления…

Будущее техники отразилось в идеальном нанозеркале
Кушнир Сергей Евгеньевич
Свыше 99,9% падающего излучения отражает новое зеркало, построенное физиками США. А ведь толщина его составляет всего-то 0,23 микрометра. Специалисты говорят, что новинка способна улучшить параметры многих компьютерных устройств, где применяется лазерная оптика.

Технопредпринимательство в эпоху COVID-19

Небольшой опрос о том, как изменились подходы современного предпринимательства в контексте новых и возникающих форм ведения бизнеса, онлайн образования, дистанционных форм взаимодействия и коворкинга в эпоху пандемии COVID - 19.

Технонано

Технопредпринимательство - идея, которая принесет свои плоды при бережном культивировании и взращивании. И наша наноолимпиада, и Наноград от Школьной Лиги РОСНАНО, и проект Стемфорд, и другие замечательные инициативы - важные шаги на пути реализации этой и других идей, связанных с развитием новых высоких технологий в нашей стране и привлечением молодых талантов в эту вполне стратегическую область. Ниже приведен небольшой опрос, который позволит и нам, и вам понять, а что все же значит этот модный термин, и какова его суть.

Технопредпринимательство на марше

Мы традиционно просим вас высказать свои краткие суждения по вопросу технопредпринимательства и проектной деятельности школьников. Для нас очевидно, что под технопредпринимательством и под проектной деятельностью школьников каждый понимает свое, но нам интересно ваше мнение, заодно вы сможете увидеть по мере прохождения опроса, насколько оно совпадает или отличается от мнения остальных. Ждем ваших ответов!



 
Сайт создан в 2006 году совместными усилиями группы сотрудников и выпускников ФНМ МГУ.
Сайт модернизирован для ресурсной поддержки проектной деятельности учащихся в рамках ГК 16.647.12.2059 (МОН РФ)
Частичное или полное копирование материалов сайта возможно. Но прежде чем это делать ознакомьтесь с инструкцией.