На главную

 
Научные подразделения Центра
Научная библиотека
Научные советы
Издательская деятельность
История ИК СО РАН
Версия для печати | Главная > Центр > Научные советы > Научный совет по катализу > ... > 2019 год > № 89

№ 89

 

Содержание

  • Илья Иосифович Моисеев
    К 90-ЛЕТНЕМУ ЮБИЛЕЮ
  • НАУЧНЫЙ СОВЕТ ПО КАТАЛИЗУ ОХНМ РАН
    Отчет о научно-организационной деятельности в 2018 году
  • За рубежом
  • Приглашения на конференции



Илья Иосифович Моисеев
К 90-летнему юбилею

Подробнее


Научный Совет по катализу ОХНМ РАН

Российская академия наук
Отделение химии и наук о материалах
НАУЧНЫЙ СОВЕТ ПО КАТАЛИЗУ

 

Отчет о научно-организационной деятельности в 2018 году

Секретариат Научного совета по катализу ОХНМ РАН (НСК) предлагает вашему вниманию сводный отчет о деятельности Совета и научных исследованиях в области катализа, выполненных научными коллективами под руководством членов Научного совета по катализу в 2018 году.  

Отчет состоит из трех разделов:

  • Организационная деятельность,
  • Отчеты по фундаментальным исследованиям, созданию новых каталитических систем и применению физических методов для их диагностики (в рамках секции исследования механизмов
    каталитических реакций),
  • Разработка и усовершенствование промышленных катализаторов и технологий (в рамках секции промышленного катализа).

Тексты отчетов, полученные от членов НСК и научно-исследовательских коллективов, практически не подвергнуты корректировке.

Организационная деятельность

В 2018 году в рамках научно-организационной деятельности Научного совета по катализу ОХНМ РАН (НСК) были выполнены следующие мероприятия.

Выпущены три ежеквартальных сборника «Каталитический бюллетень», содержащие оперативную информацию о важнейших результатах фундаментальных и прикладных исследований в области катализа в России и за рубежом, материалы, посвященные деятельности выдающихся отечественных и зарубежных исследователей в области катализа, дается перечень предстоящих конференций, краткие отчеты о проведенных конференциях, рабочих совещаниях и другие материалы. Членами НСК курируются журналы в области катализа: «Кинетика и катализ» (главный редактор В.Б. Казанский) и «Катализ в промышленности» (главный редактор В.Н. Пармон). Секретариат НСК ведет переписку и текущую работу с членами Научного совета по катализу ОХНМ РАН.

Под эгидой Научного совета по катализу и при активном участии его членов организованы и проведены следующие конференции:

  • III Научно-технологический симпозиум «Нефтепереработка: катализаторы и гидропроцессы», 16-20 апреля 2018 г., Лион, Франция. Организаторы: Институт катализа им. Г.К. Борескова СО РАН (Новосибирск), Институт катализа и защиты окружающей среды (Лион, Франция), Институт нефти (Лион, Франция), Институт проблем переработки углеводородов СО РАН (Омск), ПАО «Газпром нефть» (Санкт-Петербург)
  • V Международная школа-конференция по катализу для молодых ученых «Каталитический дизайн: от исследований на молекулярном уровне к практической реализации»,
    20-23 мая 2018 г., Москва, Россия. Организаторы: Институт катализа им. Г.К. Борескова СО РАН (Новосибирск), Институт органической химии им. Н.Д. Зелинского РАН (Москва), Институт нефтехимического синтеза им. А.В. Топчиева РАН (Москва), Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова (Москва), Новосибирский государственный университет (Новосибирск), Новосибирское отделение Российского химического общества имени Д.И. Менделеева (Новосибирск), Сибирское отделение Российской академии наук
  • Вторая школа молодых учёных «Новые каталитические процессы глубокой переработки углеводородного сырья и биомассы», 24-25 сентября 2018 г., Томск, Россия. Организаторы: Институт катализа им. Г.К. Борескова СО РАН (Новосибирск), Российский научный фонд, Национальный исследовательский Томский государственный университет (Томск), АО «Газпромнефть - Омский нефтеперерабатывающий завод» (Омск)
  • XXIII Международная конференция по химическим реакторам ХИМРЕАКТОР-23, 5-9 ноября 2018 года, Гент, Бельгия. Организаторы: Институт катализа им. Г.К. Борескова СО РАН (Новосибирск), Гентский университет (Гент, Бельгия)

Изданы материалы проведенных конференций.

Продолжается сотрудничество с организациями Академий наук РФ и стран СНГ, Министерствами РФ, институтами разных ведомств и другими организациями России, дальнего и ближнего зарубежья по различным вопросам научной, научно-организационной, учебно-преподавательской и общественной деятельности в области катализа.

При активном участии членов НСК проводится работа в рамках Комплексного плана научных исследований «Ресурсо- и энергоэффективные катализаторы и процессы», цель которого – повысить на международном уровне конкурентоспособность отечественной химической науки в области межотраслевых технологий, при этом применяя результаты фундаментальных исследований в конкретных направлениях для последующих исследований полного цикла.

 

 

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ 2018 г.
Фундаментальные исследования в области создания
новых каталитических систем и применения
физических методов для их диагностики

 

Новые катализаторы для кислородной и углекислотной конверсии метана на основе цеолита структуры MFI и алюмомагниевого гидроталькита

Проведены сравнительные испытания разработанных новых каталитических материалов для кислородной и углекислотной конверсии метана. Показано, что природа носителя (цеолит структуры MFI, алюмомагниевый гидроталькит, стабилизированный оксид церия, оксид неодима) существенно влияет на стабильность Ni- и Ni–Co-катализаторов в реакции кислородной конверсии метана и в меньшей степени – на стабильность катализаторов углекислотной конверсии метана в синтез-газ. Алюмомагниевый гидроталькит оказался предпочтительным носителем для никелевого катализатора, обеспечивающим стабильно высокий выход синтез-газа (95-99%) в процессах кислородной и углекислотной конверсии метана, не снижавшийся на протяжении 50-60 ч. Цеолит структуры MFI проявил себя как стабильный и селективный носитель Ni–Co-катализаторов углекислотной конверсии метана (выход синтез-газа 95%, не снижавшийся на протяжении 70 ч).

академик А.Г. Дедов, академик И.И. Моисеев,
д.х.н., проф. А.С. Локтев, аспирант И.Е. Мухин
Российский государственный университет нефти и газа
(Национальный исследовательский университет) имени И.М. Губкина, г. Москва

 

 

Синтез новых композиционных материалов на основе традиционных носителей и углерода

Разработано новое направление в синтезе композиционных материалов на основе традиционных носителей и углерода. Новый композит из углерод-кремнеземного материала был успешно использован в приготовлении катализаторов синтеза Фишера-Тропша, так как позволяет получить меньшие частицы оксида железа с более узким распределением по размеру, чем чистый кремнезем. Уменьшение размеров частиц оксидов железа на углерод-силикатной композитной поверхности приводит к образованию карбида Hägg (Fe5C2) в результате активации в потоке CO/H2. Композиция из углерод-силикатного композита увеличивает каталитическую активность железа при гидрогенизации СО. Другими преимуществами новых катализаторов являются подавление образования метана и более высокое значение параметра роста углеродной цепи.

академик РАН В.В. Лунин, д.х.н. П.А. Чернавский
Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова,
Химический факультет, г. Москва

 

 

Приготовление каталитически активных систем с углеродными оболочками методом искрового плазменного спекания

С использованием метода искрового плазменного спекания (ИПС) впервые  получены каталитически активные системы на основе железа, кобальта, никеля и меди, инкапсулированные в каркасные структуры на основе углеродных нанотрубок. Для этого воздействию ИПС подвергали УНТ, декорированные наночастицами оксидов соответствующих металлов. В ходе обработки они восстанавливались углеродом до металлов и покрывались углеродными оболочками, в то время как УНТ уплотнялись и спекались, образуя трехмерные каркасы. Каталитические испытания продемонстрировали высокую эффективность композитов в процессе ФТ, причём наличие углеродных оболочек позволило избежать процедуры предварительного восстановления образцов.

академик РАН В.В. Лунин, д.х.н. С.В. Савилов, к.х.н. С.А. Черняк
Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова,
Химический факультет, г. Москва

 

 

Совместное использование in situ ЯМР и ИК-спектроскопии для исследования молекулярно-ситовых катализаторов

Изучены механизмы каталитического действия и механизмы дезактивации активных центров молекулярно-ситовых катализаторов разного типа в ряде важнейших процессов газохимии, нефтехимии и органического синтеза, таких как олигомеризация бутенов, алкилирование анилина метанолом, синтез изопрена из изобутилена и формальдегида, конверсия этанола в бутанол, дегидрирование пропана, конверсия метанола в олефины, гидрообессеривание тиофена, эпоксидирование октена. Были установлены взаимосвязи между строением и составом активных центров и их каталитическими свойствами в данных реакциях, выбраны наиболее эффективные молекулярно-ситовые катализаторы и даны рекомендации по их дальнейшему усовершенствованию. Проведен сравнительный анализ разных in situ подходов к изучению гетерогенно-каталитических реакций. Показано, что и in situ ЯМР, и ИК-спектроскопии обладают огромным потенциалом для изучения «работающей» поверхности катализатора, идентификации продуктов уплотнения, ключевых интермедиатов, а также исследования кинетики поверхностных процессов. Важным достоинством ИК-спектроскопии является высокая чувствительность, что позволяет регистрировать сигналы от возможных интермедиатов с очень малой концентрацией. Одним из основных преимуществ спектроскопии ЯМР является возможность селективного наблюдения за несколькими ядрами раздельно. Спектроскопия ЯМР позволяет не только обнаружить, но и полностью расшифровать молекулярные структуры исследуемых соединений, отследить переход ядер из одного соединения в другое при использовании изотопной метки.  Таким образом, одновременное использование обоих спектральных методов дает возможность получить максимально полную информацию не только о катализаторе, но и о химических процессах, происходящих на его поверхности.

профессор, д.х.н. И.И. Иванова
Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова,
Химический факультет, г. Москва

 

 

Исследование свойств катализаторов PdNi/Al2O3 в реакции гидродехлорирования хлорбензола

Впервые исследованы физико-химические и каталитические свойства полученных методом лазерного электродиспер­гирования (ЛЭД) биметаллической мишени катализаторов PdNi/Al2O3 в реакции гидродехлорирования хлорбензола в паровой фазе. Методами СЭМ и ПЭМ-ЭДА установлено, что осажденные методом ЛЭД на решетку-держатель для ПЭМ частицы преимущественно включают оба металла в восстановленном состоянии с соотношением, примерно соответ­ствующем составу исходного сплава Ni77Pd23. Методом РФЭС показано, что при осаждении на гранулы оксида алюминия никель подвергается полному окислению при контакте с носителем с образованием алюмината никеля, а палладий преимущественно (84%) остается в металлическом состоянии. В этом случае in situ восстановление обоих металлов в ячейке РФЭС-спектрометра сильно затруднено. Тем не менее, NiPd/Al2O3 более эффективен в газофазном гидродехлориро­вании хлорбензола при 150–350 °C по сравнению с монометаллическими катализаторами с тем же содержанием металлов (0,005 масс.%) и существенно более стабилен. Различие может быть обусловлено образованием новых активных центров в результате контакта Pd0 и NiAlOx на поверхности носителя, а также защитным действием шпинели, реагирующей с HCl и предотвращающей отравление палладия. Работа имеет важное теоретическое значение для разработки теории каталитического действия биметаллических катализаторов и практически важна с точки зрения получения эффективных катализаторов с ультрамалым содержанием благородного металла.

д.х.н. Е.С. Локтева, к.х.н. Е.В. Голубина, д.х.н. Т.Н. Ростовщикова,
к.ф.-м.н. К.И. Маслаков, к.х.н. С.А. Николаев
Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова,
Химический факультет, г. Москва
д.ф.-м.н. С.А. Гуревич, к.ф.-м.н. В.М. Кожевин
Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе РАН, г. С.-Петербург
А.Е. Ермаков  
Институт физики металлов им. М.Н. Михеева УрО РАН, г. Екатеринбург

 

 

Новые методы синтеза титаносиликатных цеолитов со структурой MFI

Разработаны синтетические методы получения титаноси-ликатных цеолитов со структурой MFI, которые позволяют целенаправленно варьировать не только размер частиц этого молекулярного сита от 0,05 до 30 мкм, но и морфологию получаемых микрокристаллов. Применение фторсодержащих поверхностно-активных веществ таких, как перфторфенол и перфторнонановая кислота в качестве структурно-направляющих добавок при гидротермальной кристаллизации титоносиликатов позволило получить ультратонкие пластинчатые наночастицы цеолитного материала. Установлено, что разработанные методы синтеза титаносиликатов обеспечивают полное встраи-вание атомов титана в кристаллическую структуру цеолита при мольном соотношении Si/Ti в исходном геле не менее 80; при меньшем соотношении получаемые образцы содержат внеструктурный диоксид титана, что приводит к непроизводительному расходу пероксида водорода при каталитическом эпоксидировании непредельных соедине-ний.

д.х.н. Б.В. Романовский
Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова,
Химический факультет, г. Москва

 

 

Гетерометаллические комплексы со связью Me-Me в качестве предшественников высокоселективных катализаторов деокси-генации сложных эфиров и гидрирования жирных кислот

Деоксигенация липидов растительных масел развивается с целью разработки альтернативных подходов к получению компонентов моторного и дизельного топлив. В присутствии известных промышленных катализаторов в процессе деоксигенации протекает процесс декарбоксилирования, в результате которого происходит потеря углеродной массы в результате образования С1, С2, СО и СО2.

В лаборатории Каталитических нанотехнологий ИНХС РАН совместно с лабораторией Химии обменных кластеров ИОНХ РАН разработаны каталитические системы Pt-5Sn/Al2O3 и Fe-2Sn/Al2O3 на основе биметаллических оригинальных платинооловянных и железооловянных гетерометаллических комплексов, в структуре которых есть гетерометаллическая связь металл – металл (М1 – М2), используемых в качестве предшественников. Платинооловянная система проявляет практически исчерпывающую активность и селективность в восстановительной деоксигенации сложных эфиров, включая эфиры липидной части растительных масел. В процессе деоксигенации эфиры превращаются в алифатические углеводороды с числом углеродных атомов, равным углеводородным фрагментам эфиров, и воду. Железооловянная система проявляет повышенную селективность в гидрировании жирных кислот до альдегидов, являющиеся ценными продуктами для основного органического синтеза.

Изучение структуры показало, что каталитические компоненты на поверхности присутствуют в виде нанораз-мерных гетерометаллических сплавов и разновалентных оксидов олова (Sn4+; Sn2+). На основании данных по эволюции структуры каталитических систем и квантово-химического моделирования представлены основные принципы механизма селективной деоксигенации: кислород эфиров координируется на льюи-совских центрах олова, в то время как канал восстановления реализуется на гетерометаллических кластерах PtSn3±δ. Данные квантово-химического моделирования показали, что сущест-венно понижен энергетический барьер переноса атомов Н с атомов платины на атомы олова с последующей их ассоциацией в молекулы Н2. В результате этого можно предположить снижение гидрирующей и крекирующей активности платиносодержащих компонентов при сохранении «мягкой» активности к восстановлению кислорода.

д.х.н., проф. М.В. Цодиков, к.х.н. А.В. Чистяков
Институт нефтехимического синтеза им. А.В. Топчиева РАН, г. Москва
к.х.н. С.С. Шаповалов
Институт общей и неорганической химии им. Н.С. Курнакова РАН, г. Москва

 

 

Разработка покрытия [Bi-Pb]/TiO2, обладающего фотоэлектро-каталитической активностью при облучении в видимой области спектра

В рамках разработки фоточувствительных материалов, способных к преобразованию солнечной энергии в видимой области спектра и проявляющих каталитическую активность в электрохимических реакциях с целью очистки водных сред от токсичных органических примесей, в лаборатории Каталитических нанотехнологий ИНХС РАН совместно с лабораторией Процессов в химических источниках тока в качестве фотоэлектрокатализаторов разработаны алкоксо-синтезы однофазных моно- и бикомпонентных оксидов титана состава [Bi-Pb]/TiO2. Изучено влияние полученных оксидных систем на область поглощения света. Модификация бикомпонентным модификатором оксида титана сдвигает большую часть света в видимую область 400-450 нм. Разработана лабораторная технология получения покрытия поверхности фотоанода псевдо-однофазным [Bi-Pb]TiO2 сложным оксидом, обладающим   поглощением света в видимой области. Сдвиг в видимую область поглощения указывает на снижение ширины запрещенной зоны TiO2 от 3,2 до 2,7 эВ. В отличие от ранее синтезированных однофазных оксидов FexTi 1,75xOδ и FexZr1,75xOδ, также показывающих сдвиг в видимую область, но не проявляющих фотоэлектро-каталитическую активность, разработанная биметаллическая система обладает наиболее высокой каталитической актив-ностью в фотоэлектроокислении метанола, растворенного  в воде. На слайде показано, что в отличие от темновых опытов, при облучении видимой областью спектра в цепи генерируется ток. Квантовый выход реакции окисления метанола приближенно на порядок выше по сравнению с активностью висмутсодержащих титанатов, полученных другими методами.  

д.х.н. М.В. Цодиков
Институт нефтехимического синтеза им. А.В. Топчиева РАН, г. Москва
д.х.н. В.А. Гринберг
Институт физической химии и электрохимии им. А.Н. Фрумкина РАН, г. Москва

 

 

Разработка гетерогенных катализаторов

Найден эффективный, дешевый и рециклизуемый гетерогенный катализатор для реакции эпоксидов с диоксидом углерода с получением циклических карбонатов.

Изучен катализ наночастицами меди в реакции образования связей углерод-углерод, углерод-сера, углерод-азот. В итоге показаны дальнейшие возможности замены катализаторов на основе палладия на катализаторы на основе меди.

академик И.П. Белецкая
Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова,
Химический факультет, г. Москва

 

 

Химические и фазовые превращения в системах “Na2WO4-MnxOy – носитель” (SiO2 или Al2O3

Методами термодесорбции кислорода, рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии, рентгенофазового анализа in situ, а также сканирующей электронной микроскопии совместно с энергодисперсионной рентгеновской спектро-скопией исследованы химические и фазовые превращения, протекающие в NaWMn-содержащих оксидных системах, нанесенных на SiO2 и Al2O3, которые проявляют высокую эффективность как катализаторы окислительной конденсации метана. Показано, что возможность окислительно-восстано-вительного перехода Mn(2+) « Mn(3+), определяющего каталитические свойства системы и связанного с превращением MnWO4 « Mn2O3, зависит от интенсивности взаимодействия нанесенных фаз с носителем. Более высокое сродство фазы MnWO4 к SiO2 и Mn2O3 к Al2O3 определяет более высокие активность и селективность катализатора NaWMn/SiO2. Показано, что ключевым моментом для эффективного протекания каталитического процесса на катализаторах данного типа является образование расплава на основе вольфрамата натрия, сильно взаимодействующего с носителем. Приведенные результаты получены впервые и раскрывают механизм действия наиболее эффективного из известных катализатора практически важной реакции – окислительной конденсации метана в этилен.

д.х.н. М.Ю. Синев, к.х.н. Е.А. Пономарева,
к.х.н. З.Т. Фаттахова, к.х.н. Д.П. Шашкин,
к.х.н. В.И. Ломоносов, Ю.А. Гордиенко
Институт химической физики им. Н.Н. Семенова РАН, г. Москва

 

 

Изучение автоколебаний скорости окисления этилена на металлическом Ni. Разработка метода твердофазного синтеза оксидных медно-цериевых катализаторов избирательного окисления СО

Детально изучены автоколебания скорости окисления этилена на металлическом Ni. Автоколебания обнаружены в интервале температур 600-800° С. Установлено, что, в противоположность известным автоколебаниям окисления этилена на Pt и Rh, автоколебания на Ni происходят в смесях с относительным избытком этилена. Колебания наблюдали в режиме непрерывной подачи газовой смеси, а также в импульсном режиме. Данные, полученные в импульсном режиме, позволили вычислить периодические изменения балансов по кислороду и углероду. В результате было установлено, что в ходе автоколебаний происходит периодическое восстановление-окисление никеля. Эти процессы сопровождались движением фронтов (волн) окисления Ni или восстановления NiO на поверхности катализатора.

Разработан новый экологически чистый метод твердофазного синтеза оксидных медно-цериевых катализаторов избирательного окисления СО в смеси с водородом методом механохимической активации (МА) из смесей порошка Cu (8 масс. %) с CеО2. Максимальная конверсия СО зависит от времени МА, составляя 98% при 165°С после 60 мин МА, и практически не отличается от каталитической активности традиционных нанесенных CuО/CeО2 катализаторов.

д.х.н., проф. В.Н. Корчак
Институт химической физики им. Н.Н. Семенова РАН, г. Москва

 

 

Селективные катализаторы для реакций конденсации пропаналя

Разработаны новые селективные наноструктурированные гетерогенные катализаторы для процессов гомоконденсации пропаналя и его кросс-конденсации с этаналем и метаналем в различных соотношениях. Установлена зависимость конверсии реагентов и селективности процесса гомо/гетероконденсациии от природы катализатора и температуры. Полученные результаты подтверждают значительные потенциальные синтетические возможности реакций конденсации альдегидов, в том числе для решения экологических вопросов.

д.х.н., проф. В.Р. Флид, д.х.н., проф. Л.Г. Брук,
асп. Е.М. Марцинкевич
Московский технологический университет, г. Москва

 

 

Каталитические системы для аллилирования норборнадиена аллилформиатом

Разработаны новые гомогенные и гетерогенизированные каталитические системы для реакций аллилирования и гидроаллилирования норборнадиена аллилформиатом. Оба процесса рассмотрены с единых позиций, предложен механизм, предполагающий различные направления гидридного переноса в ключевых интермедиатах. С помощью дейтерированных реагентов доказано, что гидридный перенос может осуществляться с участием аллильного, норборненильного или формильного фрагментов. Во всех случаях на этой стадии происходит отрыв водорода, связанного с углеродным атомом в β-положении относительно палладия. Предложены оптимальные условия для селективного образования индивидуальных соединений, являющихся перспективными мономерами и полупродуктами в органическом синтезе.

д.х.н., проф. В.Р. Флид, д.х.н. Р.С. Шамсиев,
асп. С.А. Дураков
Московский технологический университет, г. Москва

 

 

Селективные катализаторы раскрытия циклов нафтеновых соединений

Раскрытие циклов представляет собой одно из наиболее эффективных направлений улучшения качества дизельного топлива и переработки тяжелых нефтепродуктов (полицикли-ческих углеводородов). В ИОХ РАН разработаны селективные катализаторы раскрытия циклов нафтеновых соединений (на примере декалина) на основе нанесенных биметаллических Pt-Ru наночастиц. Конверсия декалина 80% наблюдается уже при 250°С, основные продукты реакции – моноциклические и алифатические углеводороды С9-С10.

проф., д.х.н. Л.М. Кустов
Институт органической химии им. Н.Д. Зелинского РАН, г. Москва

 

 

Влияние калия на каталитические свойства Fe/C в синтезе Фишера–Тропша. Новые катализаторы метоксикарбонилирования иодбензола

Установлено влияние щелочного промотора (калия) на генезис активной фазы и каталитические свойства Fe/активированный уголь в синтезе Фишера–Тропша. Показано, что предварительное внесение калия способствует снижению среднего размера частиц магнетита с меньшим разбросом по размеру по сравнению с непромотированным катализатором. Активация катализатора в атмосфере синтез-газа приводит к полной или почти полной трансформации магнетита в карбид Хэгга. Катализаторы с предварительно внесенным калием демонстрируют увеличенную активность и селективность в отношении углеводородов С5+, меньшее образование метана.

Предложены новые катализаторы метоксикарбонилирования иодбензола: инкапсулированные в металл-органические каркасы наночастицы Pd. Изучено влияние природы MOF на морфологию и активность наночастиц Pd.

чл.-корр. РАН А.Л. Лапидус
Институт органической химии им. Н.Д. Зелинского РАН, г. Москва

 

 

Высокоселективный катализатор гидрирования алкинов на основе интерметаллических наночастиц Pd1In1

Разработан эффективный метод синтеза нанесенных биметаллических Pd-In/Al2O3 катализаторов, активными центрами которых являются высокоупорядоченные ноночастицы интерметаллида Pd1In1. Методом ИК спектроскопии адсорбированного СО установлено, что на поверхности наночастиц атомы Pd изолированы друг от друга атомами In, образуя поверхностную структуру “single-atom” с центрами Pd1. Катализаторы показали высокую селективность в реакциях жидкофазного гидрирования замещенных алкинов. Кроме того, высокая однородность Pd1 центров обеспечивает уникальную селективность Pd-In/Al2O3 катализаторов в реакции газофазного гидрирования алкинов, что делает их перспективными для использования в процессе очистки пиролизного этилена от примеси ацетилена перед полимеризацией.

к.х.н. И.С. Машковский, ст. инж. П.В. Марков,  
к.х.н. Г.О. Брагина, к.х.н. Г.Н. Баева,
д.х.н., проф. А.Ю. Стахеев
Институт органической химии им. Н.Д. Зелинского РАН, г. Москва

 

 

Биметаллический Pd-Cu катализатор для проведения реакции кросс-сочетания Соногаширы

Предложен биметаллический Pd-Cu/α-Al2O3 катализатор для проведения реакции кросс-сочетания Соногаширы. Иссле-дование параметров активность/селективность для серии катализаторов Pd-Cu/α-Al2O3 с соотношением Pd:Cu, варьируемым в пределах от 1:0.5 до 1:4, показало, что даже небольшого количества Cu (Pd:Cu = 1:0.5) достаточно, чтобы существенно повысить каталитическую активность, а максимальный выход продукта кросс-сочетания (85%) достигается на образце с соотношением Pd:Cu = 1:2. Исследование структуры катализаторов методами электронной микроскопии, рентгенофазового анализа и ИК-спектроскпии адсорбированного СО позволило установить, что активными центрами, на которых протекает реакция, являются наночастицы PdCu со структурой твердого раствора замещения. Сравнение каталитических свойств Pd-Cu/α-Al2O3 и механической смеси Pd/α-Al2O3+Cu/α-Al2O3 с одинаковым соотношением Pd:Cu убедительно показало, что высокая активность биметаллических Pd-Cu/α-Al2O3 катализаторов обусловлена образованием сплавных частиц Pd-Cu.

асп. А.В. Рассолов, к.х.н. Г.Н. Баева,
д.х.н., проф. А.Ю. Стахеев
Институт органической химии им. Н.Д. Зелинского РАН, г. Москва

 

 

Формирование и трансформация моноклинной и орторомбической фаз в реакторных порошках сверхвысокомолекулярного полиэтилена

При использовании интенсивного синхронного излучения на линии “Белок” в НИЦ “Курчатовский институт” проведено рентгенодифракционное исследование реакторного порошка сверхвысокомолекулярного полиэтилена, полученного на постметаллоценовых катализаторах полимеризации и не подвергшихся никаким внешним механическим воздействиям. Обнаружено, что наряду с пиками от орторомбической фазы наблюдаются пики моноклинной фазы, стабильной только под напряжением. Это свидетельствует о развитии напряжений в процессе синтеза полимера, ответственных за формирование моноклинной фазы, которые не релаксируют при комнатной температуре. Зафиксировано постепенное исчезновение пиков при 340 К. Сравниваются результаты исследований фазового состава “virgin” частицы и таблетки, полученной из того же реакторного порошка при компактировании при комнатной температуре под давлением. Рентгенодифракционные исследования таблетки проводили и на дифрактометре D2 Phaser Bruker. Обнаружено, что параметры моноклинной фазы, образующейся при синтезе, отличаются от параметров моноклинной фазы, возникающей в таблетке в процессе компактирования. Обсуждаются механизмы образования разных моноклинных фаз в этих процессах.

чл.-корр. РАН С.С. Иванчев
Институт высокомолекулярных соединений РАН, г. Санкт-Петербург

 

 

Создание магнитоотделяемых катализаторов конверсии инулина в маннитол

Синтезирован магнитоотделяемый Ru-содержащий катализатор (на основе магнитного кремнезема, Fe3O4-SiO2) гидролитического гидрирования инулина в маннит. Изучено влияние параметров реакции на селективность к маннитолу. При оптимальных условиях максимальная селективность к маннитолу достигла 44,3% при 100% конверсии исходного полисахарида, Катализатор показал высокую стабильность при гидротермальных условиях проведения процесса. Легкость отделения от реакционной смеси и возможность повторного использования без потери селективности и активности делают этот катализатор перспективным для практических применений в преобразовании биомассы.

к.х.н. О.В. Манаенков, асп. Е.А. Раткевич,
к.х.н. О.В. Кислица, к.х.н. А.А. Степачева,
д.х.н., проф. В.Г. Матвеева, д.х.н., проф. М.Г. Сульман,
д.х.н., проф. Э.М. Сульман
Институт нано- и биотехнологий Тверского государственного технического университета, г. Тверь

 

 

Изучение окисления глюкозы в присутствии магнитоотделяемых биокатализаторов

Синтезированы магнитноотделяемые биокатализаторы для ферментативного окисления D-глюкозы до D-глюконовой кислота с высоким выходом продукта. Носитель биокатализаторов основан на кластерах наночастиц (NPC), состоящих из частиц магнетита, покрытых силикой и аминогруппами для облечения дальнейшей функционализации. Она включает модификацию глутаровым альдегидом с последующим ковалентным присоединением глюкозоксидазы (GOx) через свои аминогруппы. Биокатализаторы показали высокую относительную активность (94%). Полученный результат объясняется комбинацией двух главных факторов: расположение GОx на поверхности носителя, которая должна предотвратить денатурацию (аналогично поведению фермента в клетках), и подвижность фермента, которая должна быть сохранена при иммобилизации. Высокая стабильность синтезированных биокатализаторов на основе GOx в 10 последовательных реакциях, а также магнитное отделение, совмещенное с превосходной каталитической активностью,  делают этот дизайн биокатализатора перспективным для других типов ферментативных катализаторов.

асп. Е.А. Голикова, асп. А.М. Сульман, 
к.х.н. Н.В. Лакина, д.х.н., проф. Э.М. Сульман,
д.х.н., проф. В.Г. Матвеева
Институт нано- и биотехнологий Тверского государственного технического университета, г. Тверь

 

 

Наночастицы палладия, стабилизированные в матрице сверхсшитого полистирола – катализаторы селективного гидрирования тройной связи и кросс-сочетания Сузуки.

Синтезированы наночастицы палладия в полимерной матрице сверхсшитого полистирола марки MN270. Показано, что независимо от способа восстановления катализатора (in situ в ходе гидрирования тройной связи ацетиленовых спиртов или ex situ в токе водорода), а также от наличия в методике синтеза катализатора этапа обработки соединениями щелочных металлов, сверхсшитый полистирол обеспечивает формирование частиц палладия диаметром 3-4 нм, проявляющих высокую активность в реакциях селективного гидрирования тройной связи и кросс-сочетания Сузуки.

к.х.н. Л.Ж. Никошвили, асп. Н.А. Немыгина,
магистр Т.Е. Худякова, н.с. И.Ю. Тямина,
к.х.н. А.В. Быков,д.х.н., проф. Э.М. Сульман
Институт нано- и биотехнологий Тверского государственного технического университета, г. Тверь

 

 

Никелевый катализатор, синтезированный методом осаждения в полимерной матрице, в реакции деоксигенирования  жирных кислот в сверхкритических условиях

Исследовано деоксигенирование стеариновой кислоты в сверхкритическом гексане с использованием никель-содержащего катализатора, нанесенного на сверхсшитый полистирол гидротермальным методом. Показано, что гидротермальный синтез приводит к образованию на внутренней поверхности сверхсшитого полистирола тонкого слоя равномерно распределенных наночастиц гидроксида никеля со средним размером 5 нм. Изучение деоксигенирования стеариновой кислоты в сверхкритическом гексане показало, что при проведении некаталитического процесса основными продуктами являлись С1012 углеводороды. При использовании никелевого катализатора селективность сдвигалась в сторону образования С1618 углеводородов.

к.х.н. А.А. Степачева, асп. А.А. Маркова,
к.х.н. А.В. Быков, к.х.н. А.И. Сидоров,
д.х.н., проф. М.Г. Сульман, д.х.н., проф. В.Г. Матвеева,
д.х.н., проф. Э.М. Сульман
Институт нано- и биотехнологий Тверского государственного технического университета, г. Тверь

 

 

Новый катализатор для полимер-электролитных топливных элементов

Разработан новый эффективный катализатор для полимер-электролитных топливных элементов (ПЭТЭ) – комплекс никеля (II) с 1,4-диаза-3,7-дифосфациклооктановым лигандом [Ni(PPy2Np-Tol2)2]2+2[BF4]- на углеродной подложке Vulcan XC-72, применение которого в качестве анода ПЭТЭ позволяет достичь плотности мощности 14.66 мВт см–2, что превосходит показатели аналогов, содержащих неблагородные металлы.

академик РАН О.Г. Синяшин, д.х.н., проф. А.А. Карасик, д.х.н. М.К. Кадиров
Институт органической и физической химии им. А.Е. Арбузова ФИЦ КазНЦ РАН, г. Казань

 

 

Синтез бензимидазол-пиридиламидных пинцетных комплексов циркония (IV) и гафния (IV)

Синтезированы новые бензимидазол-пиридиламидные пинцетные комплексы циркония (IV) и гафния (IV), являющиеся селективными катализаторами конверсии углекислого газа СО2 до метана СН4. Показано, что каталитическая активность полученных комплексов в данном процессе значительно превышает каталитическую активность известных мировых аналогов.

д.х.н., проф. РАН Д.Г. Яхваров, асп. З.Н. Гафуров,
д.х.н., проф. А.А. Карасик, академик РАН О.Г. Синяшин 
Институт органической и физической химии им. А.Е. Арбузова ФИЦ КазНЦ РАН, г. Казань

 

 

Интенсификация процессов окисления алкиларенов до гидропероксидов соединениями непереходных металлов I и II групп

Впервые при изучении каталитического распада гидропероксидов изопропилбензола, этилбензола исследованы этилгексаноаты металлов I и II групп, не дающие самоассоциатов в растворах, в отличие от нафтенатов. На основании исследования механизма и кинетики брутто- и радикального распада ГПК в присутствии соединений металлов подгруппы цинка показано, что каталитический эффект этилгексаноатов уменьшается в ряду Cd(ЭГ)2 > Zn(ЭГ)2 > Hg(ЭГ)2. На основании параметров разложения ГПК в присутствии металлсодержащих катализаторов установлено и квантово-химически подтверждено, что в промежуточных активированных комплексах ROOH…MeLn помимо водородных связей образуется связь металла с кислородом гидропероксида.

к.х.н. Н.М. Нуруллина, к.х.н., проф. Н.Н. Батыршин,
д.х.н., проф. Х.Э. Харлампиди
Казанский национальный исследовательский технологический университет, г. Казань

 

 

Кумольная технология получения оксида пропилена

Разработаны рецептура и условия приготовления нанодисперсных молибденовых катализаторов. Найдены оптимальные условия проведения каталитического эпоксиди-рования пропилена гидропероксидом изопропилбензола с использованием нанодисперсного молибденового катализатора. Наработана партия каталитических систем длительного пробега на пилотной установке. Отработана стадия эпоксидирования пропилена гидропероксидом изопропилбензола. Проведено разделение эпоксидата на легкую и тяжелую части.

к.т.н. Н.П. Мирошкин, к.т.н. А.А. Гайфуллин,
д.т.н., проф. Э.А. Каралин,к.т.н. Г.Г. Елиманова,
к.т.н. С.Н. Тунцева, д.х.н., проф. Х.Э. Харлампиди
Казанский университет

 

 


Научный Совет по катализу ОХНМ РАН (продолжение)

Подробнее


За рубежом

Подробнее


Приглашения на конференции

Подробнее



Copyright © catalysis.ru 2005–2024
Политика конфиденциальности в отношении обработки персональных данных