На главную Институт катализа им. Г.К. Борескова СО РАН
Вход | Регистрация | Карта сайта | English
| Расширенный поиск

 
Версия для печати | Главная > Наука > Научные отчеты > 2003-2005 г.

2003 - 2005 г.

Объединенный институт катализа им. Г.К. Борескова СО РАН

Новый метод исследования подвижности и реакционной способности кислорода оксидных катализаторов.

Разработан новый подход к исследованию подвижности и реакционной способности кислорода оксидных катализаторов методами изотопной кинетики. Впервые для исследования подвижности и реакционной способности кислорода ряда сложных перспективных оксидных катализаторов, со структурами флюорита и перовскита, использовано сочетание изотермических экспериментов с неизотермическими.

Характер перераспределения изотопа между газообразным дикислородом и твердым оксидом позволяет определить количество обменоспособного кислорода и оценить его подвижность. Найденные из перераспределения изотопных молекул дикислорода параметры механизма позволяют выявить атомность промежуточных частиц, природу стадий и отношение их скоростей.

К.х.н. В.С. Музыкантов
Институт катализа им. Г.К. Борескова СО РАН
2003 г.

Новый метод синтеза наноразмерных цеолитных кристаллов на поверхности алюмооксидных носителей.

Впервые разработан метод синтеза наноразмерных цеолитных кристаллов, наращенных на внешнюю поверхность алюмооксидных микросферических носителей различной полиморфной модификации.

Рентгенофазовым анализом показано образование чистых цеолитных фаз таких как, например, ZSM-5 или Бета на поверхности носителя. Благодаря практическому отсутствию внутридиффузионных ограничений в цеолитных каналах, синтезированные системы проявляют на порядок большую активность и значительно отличающуюся селективность по сравнению с цеолитными системами, имеющими микронные размеры кристаллов, что подтверждено, в частности, испытаниями в тестовой реакции конверсии метанола в углеводороды.

Разработанный новый подход позволяет синтезировать всевозможные наноразмерные пористые кристаллические материалы на внешней поверхности носителей различной химической природы и открывает возможность создания новых композитных материалов, обладающих неизвестными свойствами.

Д.х.н. Г.В. Ечевский
Институт катализа им. Г.К. Борескова СО РАН
2003 г.

Создание мягких контактных линз длительного ношения.

Создание мягких контактных линз (МКЛ) длительного непрерывного ношения является одной из важнейших проблем современной офтальмологии.

Разработан простой и патентно-чистый способ получения силикон-гидрогелевых бифазных полимерных материалов (СГПМ), основанный на синтезе последовательных взаимопроникающих молекулярных сеток (ВПС). Созданный СГПМ обладает комплексом трудносочетаемых свойств, необходимых для получения мягких контактных линз (МКЛ) длительного (до полугода и более) ношения. Разработанный способ синтеза СГПМ реализован по технологии реакционного формования, что позволило создать макет МКЛ. Проведены успешные медико-биологические исследования материала и МКЛ, на основе которых Министерство обороны РФ (заказчик работы) приняло решение о создании экспериментального образца для проведения клинических испытаний.

Член-корреспондент РАН С.С. Иванчев
Санкт-Петербургский филиал ИК, Санкт-Петербург
2003 г.

Роль автокаталитических реакций на ранних стадиях биологической эволюции.

В Институте катализа СО РАН проведено систематическое исследование механизма автокаталитической "формозной" реакции Бутлерова, которую рассматривают как одну из наиболее важных реакций химической предыстории жизни. В этой реакции из простейших молекул формальдегида синтезируются высшие сахара и, в частности, рибоза Ц важнейший компонент носителей биологической информации - молекул РНК и ДНК.

Обнаружено, что реакцию Бутлерова в проточном реакторе инициируют только С2- и С3-углеводы и сорбоза. Исследована возможность инициирования реакции Бутлерова УФ излучением. Идентифицированы основные продукты, образующиеся под его воздействием в нейтральном водном растворе формальдегида. Показано, что обнаруженные среди продуктов в водном растворе, гликолевый и глицериновый альдегиды являются наиболее активными инициаторами реакции синтеза сахаров из формальдегида. Найдено, что образующихся количеств этих альдегидов вполне достаточно для инициирования реакции Бутлерова. Таким образом, на примере достаточно простой системы показана возможность осуществления естественного отбора в химических процессах на ранних стадиях эволюции.

Академик В.Н. Пармон
Институт катализа им. Г.К. Борескова СО РАН
2004 г.

Новые каталитические системы для безгалогенного карбонилирования диметилового эфира в метилацетат.

В настоящее время более 60 % уксусной кислоты производится путем карбонилирования метанола в жидкой фазе на гомогенном родиевом катализаторе с метилиодидом в качестве промотора.

Созданы новые гетерогенные катализаторы на основе кислых цезиевых солей фосфорвольфрамовой ГПК с добавками родия для реакции безгалогенного карбонилирования диметилового эфира (ДМЁ) в метилацетат, которые позволяют значительно улучшить экологические и экономические показатели процесса за счет исключения метилиодида, проведения реакции в газовой фазе и замены метанола на более дешевое сырье - ДМЭ.

К.х.н. Г.Г. Волкова
Институт катализа им. Г.К. Борескова СО РАН
2004 г.

Изотопно-динамическое исследование гетерогенных каталитических реакций.

Разработана и реализована на примере конкретных реакций (эпоксидирование этилена на серебре, селективное восстановление оксидов азота углеводородами на цеолитных и стекловолокнистых катализаторах) методика исследования механизма и кинетики реакции с использованием изотопных меток, вводимых в реакционную смесь непосредственно в стационарных условиях протекания реакции. Качественный и количественный анализ динамики изотопного переноса из реагентов в продукты реакции позволяет выявить механизм реакции, установить маршруты протекания реакции, определить концентрации промежуточных соединений, а также оценить влияние процессов массопереноса, в том числе диффузии в объеме катализатора. Полученные данные позволяют на количественном уровне осмысливать значения кинетических параметров, времена жизни активных состояний и, в конечном счете, построить физически обоснованную кинетическую модель реакции, которая может служить надежной основой для выбора оптимальных условий промышленной реализации процесса.

Д.х.н. Б.С. Бальжинимаев
Институт катализа им. Г.К. Борескова СО РАН
2004 г.

Изучение роли ионного состояния платины в формировании активных центров катализаторов риформинга.

Разработан новый подход к получению алюмоплатиновой каталитической системы, позволяющий увеличить селективность формирования "ионного" состояния платины через поверхностный синтез предшественника активного компонента - гидроксоксокомплексов платины как продукта лигандного обмена хлоридных лигандов комплексов Pt(IV) с поверхностными OH-группами носителя оксида алюминия.

Проведена оптимизация температуры и времени синтеза и оценена прочность закрепления адсорбированных комплексов платины на носителе в зависимости от степени их гидролиза на поверхности. Установлено, что предложенный подход закрепления гидролизованных форм платины приводит к образованию высокодисперсных систем с более прочной связью металл-носитель, что является перспективным в плане молекулярного дизайна определенных состояний активных форм нанесенной платины.

Исследование полученных систем в модельной реакции низкотемпературного гидрирования бензола показало уменьшение металлической гидрирующей функции нанесенной платины по сравнению с традиционными алюмоплатиновыми катализаторами, что позволяет сделать предположения о формировании активных центров нового типа.

Член-корр. РАН В.А. Лихолобов
Институт проблем переработки углеводородов СО РАН, Омск
2004 г.

Синтез слоистых углерод-минеральных композитов.

С целью получения пористых матриц, обладающих специфическими адсорбционными свойствами, были синтезированы слоистые углерод-минеральные композиты. В процессе синтеза в межплоскостные слои был внедрен мономер, проведена его полимеризация и карбонизация.

Приведенные данные РФА позволяют заметить, что в полученных композитах межплоскостные галереи слоистого алюмосиликата Ц монтмориллонита заполнены моноуглеродными слоями толщиной ~0,3 нм, образовавшимися в галереях ММТ при карбонизации полимеров.

Текстура полученного композита принципиально отличается от текстуры немодифицированного, прокаленного в тех же условиях монтмориллонита. Удельная поверхность для углерод-минерального композита составляет 115 м2/г, имеются и ультрамикропоры Ц АСО2 = 192 м2/г.

Полученный углерод-минеральный композит представляет интерес для получения материалов аккумуляторов водорода.

Член-корр. РАН В.А. Лихолобов
Институт проблем переработки углеводородов СО РАН, Омск
2004 г.

Стабильный катализатор разложения метана с целью получения водорода для топливных элементов и моноокиси углерода для органического синтеза.

Разработан железосодержащий катализатор (Fe/Fe-алюмосиликат), позволяющий в течение не менее 20 циклов проводить процесс в режиме: пиролиз природного газа Ц регенерация катализатора (газификация углерода) Ц восстановление катализатора Ц пиролиз природного газа, с производительностью по образованию водорода 3,8 г /г катализатора в час :

СН4«С + 2Н2 (для топливных элементов)

С + СО2 « 2СО (для органического синтеза)

Член-корр. РАН В.А.Лихолобов
Институт проблем переработки углеводородов СО РАН, Омск
2005 г.

Селективный катализатор для процессов восстановления диоксида cеры метаном до элементной серы.

Разработан новый селективный катализатор на основе оксидов РЗЁ и переходных металлов, предназначенный для использования в системах очистки отходящих газов металлургических производств от диоксида серы путем восстановления диоксида серы метаном до элементной серы при температурах 650 Ц 750 оС, объёмной доле диоксида серы в интервале 25 Ц 65 об.% и соотношении SO2/CH4 в интервале 1.8 Ц 2.2. Возможно применение катализатора в процессах извлечения элементной серы из попутных газов, в которых содержание диоксида серы обычно не превышает 1-5 об.%.

Катализатор обладает высокой механической прочностью, и высокой термостабильностью (вплоть до температур 950 оС) и устойчивостью к дезактивации в присутствии паров воды. При объемной скорости потока 1200 ч-1 и соотношении SO2/CH4 = 1.9 Ц 2.1, катализатор обеспечивает конверсию SO2 на уровне 100 % при температуре 700 оС и выше, выход элементной серы на уровне 80 % при температуре 650 оС и на уровне70-75 % в интервале температур 700-950 оС.

Катализатор сохраняет высокую эффективность очистки от диоксида серы и селективность в присутствии паров воды (до 15 об.%) и/или диоксида углерода (до 15 об.%).

Катализатор обладает также высокой активностью и селективностью в процессе восстановления диоксида серы монооксидом углерода и водородом, синтез-газом, при температурах 500 Ц 600 оС, объёмной доле диоксида серы в интервале 15 Ц 32 об.% и соотношении (СО+Н2)/SO2 в интервале 1.7 Ц 2.5.

Д.х.н. З.Р. Исмагилов
Институт катализа им. Г.К. Борескова СО РАН
2005 г.

Разработка каталитического микрореактора для полного окисления органических соединений.

Разработка и создание типоразмерного ряда каталитических микрореакторов является одной из актуальных задач на сегодняшний день, особенно для процессов водородной энергетики , для процессов с участием или с образованием ядовитых и взрывоопасных веществ, для процессов тонкого органического синтеза и биохимических процессов.

Выполнен полный цикл исследований по синтезу катализаторов на микроструктурированных поверхностях, изготовлен микрореактор и проведены испытания в реакциях окисления бутана и этанола. Проведены исследования, необходимые для создания полноценного микропроцессора для компактных топливных элементов.

Д.х.н. З.Р. Исмагилов
Институт катализа им. Г.К. Борескова СО РАН
2005 г.

Активность Cu-Zn-Si катализаторов в реакции синтеза метанола.

Показано, что каталитическая активность Cu-Zn-Si катализаторов в реакции синтеза метанола определяется только теми частицами металлической меди, которые образуются при восстановлении из структуры слоистого силиката цинка (цинксилита), в то время как удельная активность частиц меди, полученных восстановлением силиката меди со структурой хризоколлы мала. Ёто явление позволяет сделать вывод о принципиальной роли структуры исходного соединения-предшественника на каталитические свойства металлических частиц активного компонента.

Д.х.н. Т.М. Юрьева,
Институт катализа им. Г.К. Борескова СО РАН
2005 г.



Copyright © catalysis.ru 2005-2016