В этом году, помимо традиционного доклада о результатах деятельности химических институтов СО РАН за 2024 год, Совет проводился для представления кандидатов на вакансии в РАН. В первый день выступали претенденты на вакансии для Сибирского отделения РАН, во второй – на общие вакансии. Участники представляли доклады по специальностям «химия», «химия и химические технологии», «органическая химия», «физическая химия», «физикохимия и технология материалов», «функциональные материалы». География — Новосибирск, Москва, Санкт-Петербург, Иркутск, Кемерово, Казань, Владивосток. Всего на Совете было представлено 35 докладов — расскажем о нескольких из них.

Фосфор, ультравысокотемпературная керамика, фотокатализаторы etc.

Заведующий лабораторией металлорганических и координационных соединений Института органической и физической химии им. А. Е. Арбузова ФИЦ «Казанский научный центр РАН», профессор РАН, д.х.н. Дмитрий Яхваров презентовал работу, посвященную интермедиатам каталитических процессов с участием элементного фосфора.

Центр давно занимается химией фосфора, и сейчас одно из направлений посвящено приложениям с применением черного фосфора. Это последняя открытая в начале XX века аллотропная модификация элемента, которую получают из белого фосфора. Под воздействием высоких температур и давления создается материал со структурой графена, состоящих из упорядоченно связанных атомов фосфора.

«Получаемые "пластинки", которые мы называем фосфореном, упаковываются друг над другом, и получается многослойный кристалл. Этот материал обладает каталитической активностью в различных процессах — в выделении водорода, восстановлении углекислого газа, получении новых органических производных. Если говорить о восстановлении СО₂, то мы можем замыкать углеродный цикл: углекислый газ, выделяющийся при утилизации полимеров, можно конвертировать в этилен и запустить его в процесс полимеризации с повторным получением практических востребованных полимерных материалов. Этот процесс позволяет экологически чисто утилизировать пластики и микропластики. Также данный материал и его производные, получаемые в нашей научной группе, являются активными компонентами фотокатализаторов. Если мы создадим катализатор, который позволит расщеплять воду под солнечным светом с образованием водорода и кислорода, мы полностью уйдем от проблемы хранения и транспортировки водорода», — рассказал ученый.

О физико-химических аспектах создания ультравысокотемпературной керамики рассказала заведующая лабораторией физикохимии керамических материалов Института общей и неорганической химии им. Н.С. Курнакова РАН, д.х.н. Елизавета Симоненко. Эти материалы благодаря своим уникальным свойствам перспективны для авиационной и космической отраслей.

«Разработка подходов для получения ультравысокотемпературных керамических материалов включает в себя вопросы синтеза исходных неорганических веществ, создания эффективных методов консолидации и изучения стойкости к окислению материалов под воздействием до- и сверхзвуковых потоков диссоциированного воздуха. Благодаря такому сочетанию свойств, как высокая температура плавления, высокая теплопроводность, степень черноты, хорошие механические свойства и стойкость к окислению, такие материалы находят довольно широкое применение. Основная предполагаемая область их использования — создание наиболее термонагруженных участков летательных аппаратов, для которых требуется сохранять работоспособность керамики при температурах до 2–2.5 тысяч °C», — пояснила она.

Профессор РАН, руководитель НТК Процессы для альтернативной энергетики ФИЦ «Институт катализа СО РАН», д.х.н. Екатерина Козлова представила тему создания новых материалов для преобразования солнечной энергии и сопряженных каталитических превращений. Использование солнечной энергии актуально в связи с переходом к альтернативной энергетике. Направление развивается по двум векторам — фотокатализ для прямого преобразования солнечной энергии в энергию химических связей и создание солнечных элементов для генерации электроэнергии.

«Мы можем замкнуть цикл преобразования солнечной энергии с помощью электрокатализа: производить водород, пускать его в топливный элемент и получать электричество. Фотокатализ на полупроводниках имеет ряд приложений: это окисление вредных органических веществ, получение водорода и восстановление СО₂ в ценные органические продукты.

Для разных фотокаталитических процессов мы должны применять разные катализаторы. Одни из них — сульфидные Cd₁-_xZn_xS/Zn_y-1Cd_yS системы, которые состоят из двух фаз: твердого раствора, обогащенного сульфидом кадмия, и твердого раствора, обогащенного сульфидом цинка. Эти системы имеют высокую каталитическую активность в получении водорода — с 2012 года, по сравнению с чистым сульфидом кадмия, активность разрабатываемых фотокаталитических систем возросла более чем в 100 раз. Их большое преимущество в том, что они могут выделять водород из разных субстратов — растворов сахаров, глюкозы, коллоидов крахмала и суспензий целлюлозы», — рассказала Екатерина Александровна.

С некоторыми фото с заседания можно ознакомиться в сообществе Института ВКонтакте здесь.