Академик Кирилл Ильич Замараев (1939 – 1996 гг.) – выдающийся российский ученый, крупный организатор науки, талантливый педагог, внесший большой вклад в развитие химической физики и науки о катализе.

К.И. Замараев родился 20 мая 1939 года в Москве в семье известного советского инженера-химика Ильи Кирилловича Замараева. Начав свою профессиональную подготовку в Московском химико-технологическом институте им. Д.И. Менделеева, Кирилл Ильич перешел в Московский физико-технический институт (МФТИ), чтобы серьезно заняться химической физикой. В 1966 г. он закончил аспирантуру в МФТИ, защитив диссертацию на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук. С этого времени К.И. Замараев работал в Институте химической физики им. Н.Н. Семенова АН СССР в должностях младшего, старшего научного сотрудника, затем заведующего лабораторией и одновременно преподавал в МФТИ в качестве доцента.

В 1972 г. им была защищена диссертация «Исследование строения и реакционной способности комплексов переходных металлов при помощи электронного парамагнитного резонанса» на соискание ученой степени доктора химических наук по специальности Физическая химия.

В 1974-1975 годах К.И. Замараев занимался исследовательской работой в США в Корнельском, Стенфордском и Чикагском университетах. Он был в числе первых советских ученых, приглашенных в Америку для долгосрочной работы по программе научного обмена в области химии между СССР и США.

В 1976 г. К.И. Замараев был избран членом-корреспондентом Академии наук СССР. В начале 1977 года по приглашению академика Г.К. Борескова К.И. Замараев переехал в Новосибирск с большой командой молодых специалистов по химической физике, значительно расширив проводившиеся в Институте катализа исследования элементарных каталитических реакций на молекулярно-атомном уровне с применением современных физических и кинетических методов.

С 1977 года К.И. Замараев занимал должность заместителя директора Института катализа СО АН СССР, а в 1984 году возглавил Институт. С этого момента и до последних дней жизни К.И. Замараев являлся его научным руководителем.

В 1987 году К.И. Замараев был избран действительным членом Академии наук СССР.

Много сил и энергии потребовало от К.И. Замараева создание новых организационных форм взаимодействия науки и промышленности. С 1986 по 1992 год он возглавлял межотраслевой научно-технический комплекс «Катализатор». Работа МНТК оказала большое влияние на коллектив Института катализа, усилила его способность работать с промышленными предприятиями. Именно в это время проявились великолепные организаторские качества Кирилла Ильича, сумевшего создать внутри Института высокоэффективный коллектив единомышленников, установивший деловые контакты с отраслевыми организациями, и обеспечить координацию их деятельности на общесоюзном уровне. Эффективная научно-организационная деятельность МНТК открыла двери в промышленность для новейших разработок прежде всего академических институтов, пробиться которым в прежние годы было практически невозможно из-за противодействия отраслевых институтов и работников министерств. За период деятельности МНТК были освоены около 30 новых технологий, на четверть обновлен ассортимент основных промышленных катализаторов и носителей.

К.И. Замараев был настоящим лидером МНТК. Жизненная энергия Кирилла Ильича воплощалась в жизненную силу коллектива Института. Поэтому при обвальном переходе на рыночные отношения в научно-технической сфере Институт катализа смог продемонстрировать высокую устойчивость и эффективность.

В последние годы академик Замараев принимал активное участие в перестройке системы отечественной науки и ее адаптации к условиям рыночной экономики. Кирилл Ильич играл ведущую роль в формировании широкой сети Государственных научных центров Российской Федерации, призванных, совместно с Российской Академией наук, поддерживать основной научный потенциал России.

Являясь признанным лидером российского сообщества специалистов-каталитиков, академик Замараев проводил большую научно-организационную работу, был председателем Научного совета по катализу и его промышленному использованию, Объединенного научного совета по химическим наукам СО РАН.

К.И. Замараев принимал активное участие в подготовке научных кадров. С 1977 года являлся профессором и заведующим кафедрой физической химии Новосибирского государственного университета.

К.И. Замараев проводил активную работу по развитию международного сотрудничества. С конца 60-х годов он был ученым секретарем Национального комитета советских химиков, официально представлявшим интересы нашей страны в Международном союзе теоретической и прикладной химии (ИЮПАК). В 1987-1989 гг. он работал Президентом отделения физической химии, затем в 1989-1993 гг. членом Бюро, а в 1993-1995 годах занимал пост Президента Международного союза теоретической и прикладной химии, а затем пост-Президента.

К.И. Замараев, работая в комитете по публикациям ИЮПАК (1990-1993 г.г.), инициировал серию монографий «Химия для 21-го века» и вместе с Дж.М. Томасом стал редактором первого тома этой серии «Перспективы катализа».

С 1987 г. он возглавлял советскую часть проекта «Катализ» долгосрочной комплексной программы сотрудничества с Национальным центром научных исследований Индии.

О международном признании научных заслуг К.И. Замараева свидетельствует избрание его членом Академии Европы, иностранным членом Индийской и Корейской академий наук, редактором международных научных журналов.

Профессор Замараев был главным редактором международного журнала Reaction Kinetics and Catalysis Letters, редактором Journal of Molecular Catalysis, членом редакционных советов многих журналов: Catalysis Reviews, Catalysis Today, Catalysis Letters, Topics in Catalysis, Chemistry – A European Journal, Mendeleev Communications, Chemistry for Sustainable Development, Кинетика и катализ, Успехи химии, Известия Академии наук, Журнал структурной химии и др.

В 1994 году К.И. Замараеву была присуждена Серебряная медаль Королевского химического общества Великобритании как выдающемуся лектору современности.

В 1995 году за работы в области экологического катализа он был награжден престижной немецкой наградой для российских ученых – премией и медалью имени А.П. Карпинского.

К.И. Замараев внес крупный вклад в развитие теории и практики каталитической науки. Основополагающее значение имеют его работы по изучению механизмов каталитических реакций и структуры активных центров, исследования в области фотохимии и разработки реакторов для использования солнечной энергии, а также работы по изучению теоретических основ спинового обмена в растворах и его применения в химии.

Кирилл Ильич начал свою деятельность с исследования методом электронного парамагнитного резонанса строения комплексов переходных металлов  в растворе. Хорошо известны его работы по интерпретации сложных спектров ЭПР замороженных растворов металлокомплексов, по определению связи магниторезонансных параметров со строением комплексов металлов. Параллельно им проводились фундаментальные экспериментальные и теоретические исследования спинового обмена в растворах парамагнитных комплексов металлов. Эти работы составили основу широко известных монографий по проблемам спинового обмена, изданных в России и за рубежом.

В середине семидесятых Кириллом Ильичем открыты и исследованы реакции туннельного переноса электрона на большие расстояния между парами реагентов, вмороженными в твердые нейтральные матрицы, была продемонстрирована возможность туннелирования электронов на расстояния 15-30 Å и подробно изучена кинетика этого явления. Результаты этих работ были впоследствии изложены в монографии «Туннелирование электрона в химии», опубликованной в издательствах Наука и Elsevier. В это же время начат интересный цикл работ по изучению роли внешнесферной координации в механизмах каталитических реакций.

Кирилл Ильич был одним из пионеров исследования строения активных центров катализаторов и ключевых интермедиатов гомогенных и гетерогенных каталитических реакций методами ЯМР-, ЭПР- и ИЦР-спектроскопии. В частности, впервые были зафиксированы и охарактеризованы методом многоядерного ЯМР алкилпероксо- и пероксокомплексы молибдена – ключевые интермедиаты эпоксидирования олефинов. Методом твердотельного многоядерного ЯМР было исследовано строение активных центров широкого круга промышленно важных катализаторов, установлена природа соединений, ответственных за каталитические свойства, исследовано координационное окружение элементов, получены данные о природе поверхностных центров, об изменениях химической связи в молекулах при адсорбции, о природе промежуточных продуктов химических реакций. С использованием современных методик ЯМР детально изучены механизмы превращения спиртов и углеводородов на цеолитах, выяснена природа и определено строение интермедиатов, образующихся в этих реакциях. Открыты новые для цеолитного катализа пути превращения углеводородов.

В последние годы Кирилл Ильич уделял большое внимание экологическим проблемам, передовым технологиям. Наиболее известны его работы в области преобразования солнечной энергии в химическую, как основы развития безопасной для окружающей среды энергетики будущего, работы по фотокаталитическим реакциям и их влиянию на процессы, протекающие в атмосфере, а также работы по созданию новых катализаторов и каталитических технологий для защиты окружающей среды.

Работы К.И. Замараева составляют фундамент для развития каталитической химии будущего.  Им опубликованы 3 монографии и более 300 научных работ в отечественных и зарубежных изданиях.

Неиссякаемая энергия, целеустремленность, творческая активность, безусловная преданность делу – это те человеческие ценности и идеалы, которые пронес Кирилл Ильич через всю жизнь.

XXIII Международная конференция по химическим реакторам ХИМРЕАКТОР-23 традиционно проходила под эгидой Европейской Федерации по химической технологии (EFCE). Организаторами конференции выступили Институт катализа им. Г.К. Борескова СО РАН (Россия) и Университет Гента (Бельгия). Местом проведения конференции стал Конгресс-центр Университета Гента Хет Пэнд – здание, которое славится своими историческими корнями и расположено в самом центре средневекового города Гент. Совместно с конференцией ХИМРЕАКТОР-23 (8-9 ноября) прошла Международная конференция по математическим основам в (био)химической кинетике и инжиниринге MaCKiE 2018, посвященная применению математических методов для изучения и описания кинетических явлений.

За много лет своей истории конференция ХИМРЕАКТОР превратилась в важный международный форум, в котором принимают участие сотни исследователей и инженеров из многих стран мира. Традиционно программа конференции ХИМРЕАКТОР фокусируется на фундаментальных аспектах и практическом применении каталитических процессов и химических реакторов, а также на разработке новых высокоэффективных технологий. Мероприятие проводится в разных странах и городах, где есть крупные исследовательские центры, деятельность которых связана с развитием инновационной химической инженерии.

 

 

Председателями конференции ХИМРЕАКТОР-23 выступили профессор Александр Носков (Институт катализа им. Г.К. Борескова СО РАН, Новосибирск, Россия) и профессор Гай Маран (Университет Гента, Бельгия). Международный Научный комитет возглавил академик Валентин Пармон (ИК СО РАН, Новосибирск, Россия), Объединенный Программный комитет – профессор Андрей Загоруйко (ИК СО РАН, Новосибирск, Россия). Председателем конференции

В конференции ХИМРЕАКТОР-23 приняли участие около 200 специалистовиз 31 страны мира. Научная программа включала 5 пленарных лекций, 6 ключевых лекций, 77 устных докладов, 8 флэш-презентаций и около 100 стендовых докладов. 37 участников конференции ХИМРЕАКТОР-23 одновременно являлись участниками конференции

Научная программа конференции ХИМРЕАКТОР-23, представленная на заседаниях четырех секций, фокусировалась на следующих научных направлениях:

• Достижения в области теоретических основ технологии химических реакторов;
• Инжиниринг реакционных процессов и разработка реакторов – новые экспериментальные подходы, моделирование, масштабирование и оптимизация;
• Химические реакторы и технологии для актуальных приложений;
• Глубокая переработка традиционного и нетрадиционного углеводородного сырья.

По сложившейся традиции, пленарную сессию открыл доклад, посвященный основателю конференции, профессору М.Г. Слинько. Почетная лекция памяти профессора М.Г. Слинько была учреждена Программным комитетом конференции ХИМРЕАКТОР в 2008 году. С тех пор она звучит на каждой конференции. Право чтения лекции по направлениям научной деятельности М.Г. Слинько предоставляется известным ученым мирового уровня, работающим в области химической технологии, а право выбора лекторов всегда остается за членами Международного Научного комитета конференции. На конференции ХИМРЕАКТОР-23 в Генте эта честь выпала выдающемуся ученому, профессору Йенсу К.Нёрскову(Технический университет Дании, Люнгбю-Торбек, Копенгаген, Дания).

 

 

Основной идеей лекции профессора Йенс К. Нёрскова было то, что одним из драйверов развития новой энергетики и химической промышленности является получение топлива и ценных химических веществ. Дефицит катализаторов для таких приложений вызывает необходимость прорыва в исследовании фундаментальных основ их создания. В лекции профессора Нёрскова «Катализ для устойчивого производства топлив и химикатов» были обсуждены подходы к разработке таких катализаторов. Изложенные результаты продемонстрировали углубленное понимание свойств разрабатываемых катализаторов на атомно-молекулярном уровне. Конкретные примеры включали электрохимическое разделение воды, реакции восстановления двуокиси углерода и активации молекулярного азота. Работы по этому направлению проводились докладчиком как в академических организациях (Стэнфордский университет, США; Технический университет Дании), так и в промышленных компаниях, таких как Исследовательский центр IBM имени Томаса Дж. Уотсона и компания Haldor Topsoe. Его научные усилия фокусировались на разработках катализаторов, которые с помощью солнечного света превращают воду и углекислый газ в жидкое топливо.

 

 

Продолжил пленарную сессию профессор Вемури Балакотайя из Университета Хьюстона (Хьюстон, Техас, США). Его лекция «Дизайн автотермического реактора для парциального каталитического окисления» была посвящена автотермическим реакторам, в которых поддержание оптимального температурного режима осуществляется за счет теплоты химической реакции без использования внешних источников энергии. <Профессор <Балакотайя дал обстоятельный анализ трех типов автотермических режимов в зависимости от областей множественных стационарных состояний, генерируемых либо принудительным (конвективным) теплообменом между реагентами и продуктами с внутренним или внешним теплообменником (тип I), либо периодическим изменением потока (тип II), либо достаточной теплопроводностью (тепловое обратное смешивание) в реакторе (тип III). Далее его лекция была посвящена проектированию и анализу реакторов с автотермическим режимом III типа в контексте процессов каталитического парциального окисления.

 

 

Профессор Дионисос Влахос из Делавэрского университета (Ньюарк, Делавэр, США) в лекции «Многоуровневый мост между инжинирингом химических процессов и вычислительным катализом» предложил алгоритмы многомасштабного моделирования для разработки энергоэффективных процессов и создания более эффективных катализаторов с повышенной активностью и селективностью в этих процессах. Разработка надежных и эффективных методов расчета физических свойств материалов на основе «первых принципов», их применение к конкретным задачам физического материаловедения и анализ полученных результатов представляются важной и актуальной задачей современной науки. В докладе обсуждалось, как совместить высокую точность расчетов с низкими вычислительными затратами<, как оценивать и уменьшать ошибки в многоуровневых моделях, как определять активный центр катализатора и предсказывать новые комбинации активных центров для повышения активности и селективности катализаторов. В лекции профессора Дионисоса Влахоса были обсуждены концепция «небольших данных», энтропийные и энтальпийные корреляции, количественная оценка коррелятивной неопределенности, применение методов машинного обучения в катализе и оптимизации катализаторов на атомном уровне. На примерах реакции разложения аммиака и электрокаталитической реакции восстановления кислорода было продемонстрировано успешное совместное применение спектральных методов, машинного обучения и квантовой химии для построения модели, адекватно воспроизводящей микроструктуру окружения активного центра в катализаторе. По мнению докладчика, описанный подход может повышать эффективность существующих технологий как минимум на порядок.

Большой интерес у аудитории вызвала лекция Клейтона Садлера, представителя компании UOP (Де Плейнс, Иллинойс, США), «Метанол в олефины: концепция коммерциализации». Поскольку мировой спрос на легкие олефины неуклонно растет, особенно на развивающихся рынках, возникла потребность в новых альтернативных технологиях. Легкие олефины являются исходным сырьем для производства многочисленных химических продуктов. Стоимость производства легких олефинов из нефтяных источников постоянно возрастает в связи с ограниченностью и высокой стоимостью нефтяных ресурсов. Превращение метанола в олефины является способом для производства легких олефинов, этилена и пропилена из сырья, полученного из источников на ненефтяной основе. В этом случае упрощается технологическая схема и снижаются капитальные затраты. Метанол широко добывается из природного газа и угля в местах с их большими запасами. Используя метанол, полученный из этих экономически выгодных сырьевых материалов, технология обеспечивает низкие производственные затраты для этилена и пропилена, что является критически важной составляющей. В лекции было рассказано о развитии этой технологии от концепции фундаментальных основ процесса до ее коммерциализации в UOP. Основное внимание было уделено выбору реактора и регенератора, а также моделированию процесса.

Заключительную лекцию «Выбор и настройка растворителей для устойчивого химического процесса» представил известный специалист в области химической технологии, профессор Кай Сундмахер из Института динамики сложных технических систем им. Макса Планка (Магдебург, Германия). Во многих химических процессах растворители используются для растворения или разбавления газообразных, жидких или твердых веществ. Большинство растворителей являются жидкостями при атмосферных условиях. При выборе подходящего растворителя для химического процесса необходимо учитывать несколько аспектов, в частности: 1) полную функциональность растворителя в процессе, 2) общие годовые затраты при использовании растворителя в процессе и 3) влияние растворителя на окружающую среду, здоровье и безопасность. Если раньше такой выбор базировался на эмпирических и полуэмпирических методах, то сегодня для этого применяются современные подходы, в том числе основанные на квантово-химических расчетах, которые, тем не менее, должны сопровождаться оптимально спланированными экспериментами. Профессор Кай Сундмахер в своей лекции продемонстрировал общий процесс выбора растворителя и технологического процесса, проиллюстрировал это примерами на инновационных реакциях, представляющих промышленный интерес, а именно превращением длинноцепочечных олефинов из возобновляемых ресурсов в амины посредством гидроформирования и последующего восстановительного аминирования. Обе реакции протекают в жидкой фазе с использованием гомогенных катализаторов на основе переходных металлов.

Пленарную лекцию профессора Уильяма Грина (Массачусетский Технологический Институт, Кембридж, Массачусетс, США) «Создание и использование больших кинетических моделей: ошибка механизма и распространение оператора», представленную на <Международной конференции по математическим основам в (био)химической кинетике и инжиниринге MaCKiE-2018, слушали участники обеих конференций. Его лекция была посвящена концепциям компьютерного химического кинетического моделирования, проблемам применения точных моделей для конструирования химических реакторов.

Ключевые лекции на конференции ХИМРЕАКТОР-23 представили профессор Манос Маврикакис, Университет Висконсина (Мэдисон, США); профессор Хосе Карлос Лопес, Университет Порто (Португалия); профессор Евгениуш Молга, Варшавский технологический университет (Польша); профессор Марио Монтес, Университет Страны Басков (Сан-Себастьян, Испания); доктор Бенедикт Куэно, Европейский центр исследований и повышения квалификации в области научных вычислений (Тулуза, Франция); доктор Марко ван Гетем, компания Technip Benelux B.V. (Зутермер, Нидерланды).

Активность, с которой прошли сессии устных и стендовых докладов, подтверждает интерес всей аудитории к тематике и высокий уровень докладов. Перед стендовой сессией желающими были представлены 8 пятиминутных флэш-презентаций, в которых авторы отразили ключевые моменты своих стендовых докладов. Они имели возможность продемонстрировать слайды и пригласить аудиторию к обсуждению представляемого ими на стенде материала.

 

 

В рамках программы конференции ХИМРЕАКТОР-23 прошли специальные сессии двух Европейских проектов: проект BIOLEUM, решающий одну из востребованных задач термохимической конверсии биомассы – получение жидкого и газообразного топлива и ценных химических продуктов методом быстрого пиролиза, и проект IMPROOF, направленный на повышение энергоэффективности печей парового крекинга при одновременном снижении выбросов парниковых газов и NOx. На заседаниях этих проектов было представлено 11 устных докладов.

 

 

В рамках конференции MaCKiE 2018 состоялся Круглый стол по новым методам анализа переходных данных в каталитической кинетике. Он прошел в он-лайн режиме совместно со специалистами Вашингтонского университета в Сент-Луисе, США.

Труды конференции Химреактор-23 традиционно будут опубликованы в специальном тематическом выпуске Chemical Engineering Journal (Elsevier Science). Труды конференции MaCKiE 2018 будут опубликованы <в специальном выпуске Международного журнала химической кинетики (Wiley Online Library).

На приветственном брифинге, в котором принимают участие председатели конференции, члены Научного совета, пленарные, ключевые лекторы и председатели научных заседаний, обсуждались вопросы модернизации тематических направлений конференции ХИМРЕАКТОР, перспектив ее дальнейшего развития, выбора места проведения следующих мероприятий. Было получено несколько предложений по месту проведения следующей, XXIV Международной конференции по химическим реакторам ХИМРЕАКТОР-24.

Закрытие конференции ХИМРЕАКТОР-23 включало вручение дипломов медиа-партнера мероприятия – Королевского химического общества Великобритании молодым ученым за лучшие устные и стендовые доклады. Следующая конференция, ХИМРЕАКТОР-24, пройдет в 2020 году в Милане (Италия).

Материал подготовили
Т.В. Замулина, А.Н. Загоруйко, А.С. Носков  
(Институт катализа СО РАН, Новосибирск)