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

 

Микроэмо
Микроэмо

Премии Правительства Москвы молодым ученым за 2019 год
Объявлены лауреаты премии Правительства Москвы молодым ученым за 2019 год. Премией отмечены 50 работ молодых столичных ученых. Среди лауреатов 12 сотрудников МГУ имени М.В.Ломоносова. Конкурс на получение премий Правительства Москвы молодым ученым проводится с 2013 года. Торжественное награждение победителей состоится 7 февраля 2020 года в Государственном Кремлевском дворце.

Перст-дайджест
В новом выпуске бюллетеня «ПерсТ»: Перерождение кремния: от полупроводника к металлу. Морская губка – основа для создания новых наноструктурных композитов. Нитрид-борные аналоги углеродных колец. Лучшие научные сюжеты года по версии APS. Сверхпроводимость ставит новый температурный рекорд. Звук переносит массу? Всяко-разно.

Наносистемы: физика, химия, математика (2019, том 10, № 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/volume10/10-6
Там же можно скачать номер журнала целиком.

Да пребудет с вами сила плазмонов!
А.А.Семенова, Э.Н.Никельшпарг, Е.А.Гудилин, Н.А.Браже
Ученые Московского университета приблизились к решению проблем современной медицинской диагностики с использованием единичных клеток и их органелл путем разработки новых неинвазивных оптических методов анализа.

Юрий Добровольский: «Через 50 лет вся энергия будет вырабатываться биоорганизмами»
Андрей Бабицкий, Юрий Добровольский
Главный редактор ПостНауки Андрей Бабицкий побеседовал с химиком Юрием Добровольским о науке о материалах, будущем энергетики и новых аккумуляторах

Константин Жижин, член-корреспондент РАН: «Бор безграничен»
Наталия Лескова
Беседа с К.Ю. Жижиным, заместителем директора Института общей и неорганической химии им. Н.С. Курнакова по научной работе, главным научным сотрудником лаборатории химии легких элементов и кластеров.

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!

О наноолимпиаде замолвите слово...

Прошла XII Всероссийская олимпиада "Нанотехнологии - прорыв в Будущее!" Мы надеемся, что нам для улучшения организации последующих наноолимпиад поможет электронное анкетирование. Мы ждем Ваших замечаний, пожеланий, предложений. Спасибо заранее!



 
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.