Создание каталитического процесса для превращения алканов и алкенов в ароматические соединения – это важная и актуальная научная задача, так как ароматические углеводороды широко используются в производстве многих видов пластиков, резин, красителей, а также в фармацевтике. Реакцию ароматизации могут осуществлять катализаторы на основе цеолитов. Цеолиты представляют собой природные или синтетические твердые материалы, алюмосиликаты, особенность которых — наличие наноразмерных полостей и каналов строго определенной геометрии.

«Исследования, опубликованные с моим участием, посвящены механизмам превращения алканов и алкенов на цинксодержащих цеолитах. На таких катализаторах происходит селективная ароматизация легких алканов и алкенов, которые являются доступным сырьем для промышленности. Этот процесс известен давно, но на данный момент в литературе представлено мало сведений о механизмах превращения и о роли различных типов активных центров», — рассказывает младший научный сотрудник отдела физико-химических методов исследования Зоя Лащинская.

Задача научной группы, в которую входит Зоя, — исследовать различные виды активных центров в цеолитах, чтобы установить, какова роль каждого из них и чем они отличаются по свойствам. Эта работа носит фундаментальный характер, но необходима для прикладных целей.

«Чтобы разрабатывать промышленные катализаторы и процессы с их участием, нужно иметь информацию о механизмах реакции, о кинетике, об интермедиатах превращения», — отмечает ученый.

Для исследования механизмов каталитических превращений ученые используют спектроскопию ЯМР высокого разрешения в твердом теле, ИК-спектроскопию, а также подключают квантово-химические расчеты методами DFT (density functional theory) для определения энергетических и спектральных характеристик и визуализации моделей.