|
ИСТИНА |
Войти в систему Регистрация |
ИСТИНА ИНХС РАН |
||
Физикохимия поверхности, адсорбция и катализНИР
Physical chemistry of surface, adsorption and catalysis
- Руководитель НИР: Иванова И.И.
- Ответственные исполнители: Кузнецова Н.Н., Пономарева О.А.
- Участники НИР: Maksimov S.V., Артамонова В.А., Архипова Е.А., Атякшева Л.Ф., Бараков Р.Ю., Бенько Е.М., Богдан В.И., Булыгина А.И., Васильев В.О., Васильев В.О., Виноградов А.Е., Волгин Ю.В., Воронова Л.В., Востров И.А., Головкин А.А., Голубина Е.В., Грачев А.Л., Давлетшин А.А., Данчевская М.Н., Дворяк С.В., Добрякова И.В., Дубцова А.П., Дубцова А.П., Евстефеева Ю.Е., Егоров А.В., Енбаев З.С., Ермаков И.А., Ефимов А.В., Жолобенко В.Л., Засухин Д.С., Ивакин Ю.Д., Иванов А.С., Игнатьева Н.Ю., Исайкина О.Я., Казенина А.Д., Каплин И.Ю., Касьянов И.А., Китаев Л.Е., Клоков С.В., Козлов К.В., Коложвари Б.А., Колягин Ю.Г., Костюков И.А., Кравченко В.Д., Крейсберг В.А., Кузнецов Б.В., Кузнецов Б.В., Куликова П.С., Купреенко С.Ю., Кускова Е.Д., Лазарева Т.С., Ланин С.Н., Ланина К.С., Леванов А.В., Левкина В.В., Локтева Е.С., Лузанова В.Д., Лунин Б.С., Маерле А.А., Мамлеева Н.А., Маслаков К.И., Муравьева Г.П., Нестеренко П.Н., Никифоров А.И., Новоторцев Р.Ю., Осипов Н.И., Панкина Г.В., Паренаго О.О., Платонова Я.Б., Попов А.Г., Рамбиди И.Ф., Ребрикова А.Т., Родионова Л.И., Рощина Т.М., Рябчун Т.А., Савилов С.В., Сайфутдинов Б.Р., Смирнов А.В., Столбов Д.Н., Строкова Н.Е., Суслова Е.В., Сушкевич В.Л., Ткаченко И.С., Ткаченко С.Н., Ульянов А.Н., Федосов Д.А., Федянина О.Н., Фионов А.В., Харланов А.Н., Холодкова А.А., Чернавский П.А., Черняк С.А., Чесноков Е.А., Шкуропатов А.В., Шумянцев А.В., Шуткина О.В., Яковлева М.С.
- Подразделение: Кафедра физической химии
- Срок исполнения: 1 января 2021 г. - 31 декабря 2024 г.
- Номер договора (контракта, соглашения): госзадание фх Физикохимия поверхности, адсорбция и катализ
- Номер ЦИТИС: АААА-А21-121011990019-4
- Тип: Фундаментальная
- Приоритетное направление научных исследований: Энергоэффективность и энергосбережение
- Приоритеты и перспективы НТР Российской Федерации согласно Стратегии НТР РФ: переход к экологически чистой и ресурсосберегающей энергетике
- ПН России: Индустрия наносистем
- Направление технологического прорыва России: Энергоэффективность и энергосбережение
- Критическая технология России: Технологии новых и возобновляемых источников энергии, включая водородную энергетику
-
Рубрики ГРНТИ:
- 31.15.19 Химия твердого тела
- 31.15.28 Топохимия. Гетерогенный катализ
- 31.15.35 Поверхностные явления. Адсорбция. Хроматография. Ионный обмен
- Классификатор OECD: Физическая химия
-
Ключевые слова:
хромато-масс-спектрометрия, катализаторы, газоразрядные процессы, газохимия, наноуглеродные материалы, дифференциальная сканирующая калориметрия, суб- и сверхкритические среды, ионные жидкости, нефтепереработка, синтез, химия озона, цеолиты, ямр, дезактивация, низкотемпературная адсорбция азота, рфа, оксиды металлов, эпр, рфэс, регенерация, механизм, фосфаты металлов, сэм, сорбенты, нефтехимия, тэм, модифицирование, тпд со2, уф- и икс, тпд аммиака, органический синтез, адсорбция, гетерогенный катализ, молекулярные сита, кинетика, хроматография, диффузия газов, ферментативный катализ, пористые материалы, конверсия биомассы., спектроскопия комбинационного рассеяния, тга/дта
sorbents, tpd of co2, nanocarbon materials, heterogeneous catalysis, porous materials, kinetics, uv and ir spectroscopy, zeolites, biomass conversion., organic synthesis, regeneration, tga / dta, ionic liquids, oil refining, sem, tem, molecular sieves, xrf, gas-discharge processes, catalysts, mechanism, adsorption, gas chromatography-mass spectrometry, modification, low-temperature adsorption of nitrogen, enzymatic catalysis, synthesis, tpd of ammonia, chromatography, differential scanning calorimetry, deactivation, xps, metal phosphates, petrochemistry, gas diffusion, epr, ozone chemistry, raman spectroscopy, metal oxides, sub- and supercritical media, gas chemistry -
Описание:
Целью исследования является создание высокоэффективных катализаторов и адсорбентов для промышленно важных процессов нефтепереработки, нефте- и газохимии, органического синтеза, конверсии биомассы; создание энергосберегающих технологий получения функциональных материалов на основе углеродных наноструктур; разработка новых методов исследования катализаторов, адсорбентов и функциональных материалов на основе углеродных наноструктур, в том числе методов in situ, operando; изучение механизмов синтеза, катализа и адсорбции; а также разработка новых и усовершенствование существующих процессов нефтепереработки, нефте- и газохимии, органического синтеза, конверсии биомассы.
-
Abstract:
The aim of the study is creation of highly efficient catalysts and adsorbents for industrially important processes of oil refining, petroleum and gas chemistry, organic synthesis, biomass conversion; creation of energy-saving technologies for obtaining functional materials based on carbon nanostructures; development of new methods for studying catalysts, adsorbents and functional materials based on carbon nanostructures, including in situ and operando methods; study of the mechanisms of synthesis, catalysis and adsorption; as well as development of new and improvement of existing processes of oil refining, oil and gas chemistry, organic synthesis, biomass conversion.
-
Планируемые результаты:
•Будут разработаны новые методики синтеза и модифицирования катализаторов и адсорбентов для промышленно важных процессов нефтепереработки, нефте- и газохимии, органического синтеза и конверсии биомассы; установлено влияние параметров синтеза на морфологию образцов, а также локализацию, силу и концентрацию их активных центров; •Будут получены функциональные наноматериалы на основе углеродных наноструктур различной размерности, в т.ч. трехмерных углеродных пен, двумерных МГФ, одномерных УНТ, массивов близкорасположенных УНТ. •Планируется создание стабилизированных различными функциональными фрагментами слоистых углеродных наноструктур, в т.ч. металлкарбидных, обработкой в суб- и сверхкритических флюидах. •Будут разработаны новые подходы к исследованию механизмов синтеза, адсорбции и катализа, в том числе методов in situ; изучены механизмы синтеза, адсорбции и катализа некоторых наиболее важных адсорбентов и катализаторов; •Будут установлены закономерности каталитического действия молекулярно-ситовых, оксидных, фосфатных и металлсодержащих катализаторов и проведена оптимизация условий превращения углеводородов и кислородсодержащих соединений; •Будут определены адсорбционные свойства пористых материалов хроматографическими методами, разработаны новые адсорбционные материалы для высокоэффективной жидкостной хроматографии и установлены закономерности удерживания различных классов органических соединений. •Будут разработаны эффективные катализаторы гетерогенно-каталитических процессов крекинга, ароматизации, алкилирования, олигомеризации, дегидрохлорирования, конденсации и др.
-
Научный задел:
На базе ИК и ЯМР спектральных методов in situ и ex situ разработаны методики исследования механизмов синтеза и формирования активных центров катализаторов с кислотными, основными и окислительно-восстановительными свойствами, адсорбентов. Разработан новый парофазный метод синтеза цеолитов различных структурных типов. Установлено влияние механизма и особенностей кристаллизации цеолитов в щелочной и фторидной средах на их физико-химические и каталитические свойства. Разработаны высокоэффективные катализаторы процессов получения пропилена, изобутилена, бутадиена, изопрена, 2-этилгексаналя, кумола, ксилолов, монометиланилина, метилэтилкетона, диметилкарбоната, пропиленоксида, бензиновых фракций углеводородов из олефинов. Имеется опыт по созданию суперконденсаторов на основе ионных жидкостей. Разработаны катализаторы переработки биомассы в ценные продукты и эффективные адсорбенты и катализаторы для очистки сточных вод от хлорсодержащих соединений и катионов тяжелых металлов. Разработаны методы синтеза УНС пиролитическим методом, слоистых металлкарбидных структур - из соответствующих т.н. МАХ-фаз-удалением алюминия или галлия. Отработаны подходы к эксфолиации и стабилизации, изучены фазовые превращения. Осуществлен синтез модифицированных Li, Mg, Cu, Zn микро-мезопористых материалов как адсорбентов углекислого газа. Получены композиты на основе поликарбоната, пролианилина в т.ч. в сверхкритических средах. Установлены основные закономерности формирования кристаллической фаз CaSnO3, MgSnO3, BaSnO3.и их активности в альдольно-кротоновой конденсации ацетона в сверхкритических условиях. У коллектива имеется опыт внедрения научных разработок: катализатор олигомеризации бутан-бутиленовой фракции внедрен на АО "Газпромнефть – МНПЗ, методика синтеза аморфного оксида кремния из природного сырья внедрена в производство на РайсНT. У участников имеется необходимое оборудование для научных исследований. Они являются исполнителями работ по ФЦП, грантам РНФ, РФФИ.
- Добавил в систему: Иванова Ирина Игоревна
Источник финансирования НИР
| госбюджет, раздел 0110 (для тем по госзаданию) |
Этапы НИР
| # | Сроки | Название |
| 1 | 1 января 2021 г.-31 декабря 2021 г. | Физикохимия поверхности, адсорбция и катализ |
| Результаты этапа: Работы, запланированные по ГБТ в 2021 г., выполнены полностью Полученные результаты актуальны и характеризуются высоким научным потенциалом. Потенциал практического применения:катализатор по олигомеризации бутан-бутиленовой фракции внедрен на АО "Газпромнефть - МНПЗ", идет его совершенствование. Высокий потенциал внедрения имеют разработанные методики синтеза цеолитов MEL и MWW, а также процесса метатезиса для получения пропилена. Материалы на основе наноструктурированного углерода и продуктов переработки отходов сельскохозяйственного производства демонстрируют широкие перспективы практического использования. Опытные образцы испытаны в качестве эффективных носителей катализаторов гидрирования, в т.ч. и в сверхкритических условиях, сорбентов для очистки газов и жидкостей. Разработана методика использования полученных систем в качестве компонентов электродных масс устройств хранения и преобразования энергии на ООО «Глобал СО» | ||
| 2 | 1 января 2022 г.-31 декабря 2022 г. | Физикохимия поверхности, адсорбция и катализ |
| Результаты этапа: Работы, запланированные по ГБТ в 2022 г., выполнены полностью Полученные результаты актуальны и характеризуются высоким научным потенциалом, о чем свидетельствует тот факт, что из опубликованных статей 52% опубликованы в журналах из ТОР 50 по версии Web of Science. Актуальность исследований также подтверждается тем, что в 2022 году по темам разрабатываемых исследований были защищены 3 кандидатские диссертационные работы. Полученные результаты характеризуются высокой новизной, о чем свидетельствуют публикации в научной литературе, в том числе в высокорейтинговых журналах, а также апробация на международных и российских конференциях. В работе по НИР принимали участие 39 человек, из них 11 докторов наук, 42 кандидата наук, 11 аспирантов. Из них Иванова И.И., Колягин Ю.Г., Попов А.Г., Смирнов А.В., Нестеренко П.Н.., Касьянов И.А., Булыгина А.И., Засухин Д.С., Никифоров А.И. , Савилов С.В., Локтева Е.С., Голубина Е.В., Каплин И.Ю., Архипова Е.А., Иванов А.С., Маслаков К.И., Черняк С.А., Данчевская М.Н., Холодкова А.А., Ивакин Ю.Д. имеют публикации в высокорейтинговых журналах Q1 по WoS и Scopus. Оценка качества результатов. Из опубликованных статей 32% опубликованы в журналах из ТОР 50 по версии Web of Science в том числе в Materials Today IF 24,372, J. of Catalysis IF 8.047, Functional Materials Letters IF 8,49, Microporous and Mesoporous Materials IF 5,876, J. Chromatogr. A IF 4.601, Molecules IF 4.927, Applied Surface Science IF 6,7 , Materials – Science Engeneering IF-8,8 Уровень научного и научно-технического сотрудничества. Работы в рамках выполнения госбюджетной темы в 2022 г. велись в сотрудничестве с ИНХС РАН, по грантам РФФИ (№ 20-03-00587, 20-33-90108\20, 20-03-00584аб), РНФ (№ 19-73-10160, 20-13-00203) хоздоговора 60/21 с ООО «Сканворд» а также в рамках международного сотрудничества с Белоруссией и Германией по грантам РФФИ 20-53-0025 Bel-a и РНФ 21-43-04406 соответственно. РНФ (№21-43-0023, №18-13-00217- П, № 22-23-00445. Президента РФ №075-15-2022-392, МК №075-15- 2022-399, РФФИ №20-33-90065. | ||
| 3 | 1 января 2023 г.-31 декабря 2023 г. | Физикохимия поверхности, адсорбция и катализ |
| Результаты этапа: В работе по НИР в 2023 году принимали участие 84 человека (63 человека – научные сотрудники и профессорско-преподавательский состав и 21 человек – инженерно-вспомогательный состав), из них 11 докторов наук, 42- кандидата наук, 11 аспирантов. Доля исследователей в возрасте до 39 лет в численности исполнителей темы составляет 60%. Иванова И.И., Колягин Ю.Г., Попов А.Г., Костюков И.А., Засухин Д.С., Федосов Д.А.., Жолобенко В.Л., Волгин Ю.В., Лузанова В.Д., Нестеренко П.Н., Савилов С.В., Локтева Е.С., Маслаков К.И., Голубина Е.В., Чернавский П.А., Архипова Е.А., Богдан В.И., Иванов А.С., Холодкова А.А., Суслова Е.В. имеют публикации в высокорейтинговых журналах Q1 и Q2 по WoS и Scopus. Из опубликованных статей 49% опубликованы в журналах из ТОР 50 по версии Web of Science в том числе в Current opinion in green and sustainable chemistry – IF 9,3. Analytica Chimica Acta - IF 6,9, Microporous and Mesoporous Materials IF - 5,2, Plants - IF 4,5, Crystal Growth and Design IF 3,8, Catalysts IF- 3,9, Molecules IF -4.9, Symmetry IF- 2.9. Applied Surface Science IF- 6,5. ACS Applied Energy Materials IF -6,4. Nanomaterials - IF - 5,3. Journal of Molecular Liquids – IF- 6,0, Journal of Alloys and Compounds – IF- 6,2, По результатам работы получены 2 патента на изобретение. Синтезирована первая опытно-промышленная партия отечественного нанокристаллического цеолита структуры MFI для изготовления на его основе катализатора олигомеризации бутан-бутиленовой фракции для процесса, внедренного на АО "Газпромнефть - МНПЗ". Высокий потенциал внедрения имеют разработанные методики парофазного синтеза цеолитов BEA, MEL, а также процесса метатезиса пропилена. Предложен оптимальный состав электролита для получения суперконденсаторов с электродами на основе активированных углей, полученных из золы рисовой шелухи. При этом удалось повысить удельную емкость.Полученный результат позволяет рационально использовать сельскохозяйственные отходы для снижения вредного воздействия на окружающую среду, и одновременно создавать высокоэффективные устройства хранения энергии. Работы в рамках выполнения госбюджетной темы в 2023 г. .проводились в сотрудничестве с ИНХС РАН, по грантам РНФ (№23-73-00005, 20-13-00203), хоздоговора 60/23 с ООО «Сканворд» а также в рамках международного сотрудничества с Германией по гранту РНФ 21-43-04406, Грантов РНФ - 21-43-00023;- 22-23-00445 Грантов Президента МК –1003-2022.13/075-15-2022-399; МК -4402.2022.1.3,/075-15-2022-399. Стипендии Президента Российской Федерации молодым ученым и аспирантам (СП-2828.2022.1) | ||
| 4 | 1 января 2024 г.-31 декабря 2024 г. | Физикохимия поверхности, адсорбция и катализ |
| Результаты этапа: | ||
| 5 | 1 января 2025 г.-31 декабря 2025 г. | Физикохимия поверхности, адсорбция и катализ |
| Результаты этапа: | ||
| 6 | 1 января 2026 г.-31 декабря 2026 г. | Физикохимия поверхности, адсорбция и катализ |
| Результаты этапа: | ||
| 7 | 1 января 2027 г.-31 декабря 2027 г. | Физикохимия поверхности, адсорбция и катализ |
| Результаты этапа: | ||
Прикрепленные к НИР результаты
Для прикрепления результата сначала выберете тип результата (статьи, книги, ...). После чего введите несколько символов в поле поиска прикрепляемого результата, затем выберете один из предложенных и нажмите кнопку "Добавить".