Новые гибридные материалы на основе наноструктурированных мезопористых полимеров для катализа и адсорбции

Разработано несколько методов модификации фенолформальдегидных смол с мезопористой структурой фосфинсодержащими лигандами. На основе указанных материалов были получены комплексы родия. Изучены закономерности гидрирования алкинов различного типа и терпенов с использованием палладийсодержащих катализаторов. В качестве субстратов были выбраны октин-1, гексин-1, а также фенилацетилен. В качестве катализаторов были использованы наночастицы палладия, нанесенные на материалы, содержащие сульфогруппы и полипропилениминные дендримеры. Получены предварительные данные по гидроформилированию, гидрированию алкенов на комплексах родия, закрепленных на мезопористых фосфорсодержащих носителях. Синтезированы новые мезопористые полимеры с использованием фенола, резорцина, формальдегида, мочевины. Разработаны методики, позволяющие получать материалы с заданной площадью поверхности - от 200 до 600 м²/г с размером пор 5 - 6 нм. Показано, что использование мочевины в процессе синтеза позволяет вводить азот в структуру материалов, при этом наблюдается небольшое снижение площади поверхности. Разработаны методы модификации мезопористых материалов различными функциональными группами: азотсодержащими полипропилениминными дендримерами, фосфиновыми и сульфогруппами, этилендиамином. На основе синтезированных функционализированных материалов получены гибридные палладий-, родий- и рутенийсодержащие катализаторы. Изучены основные особенности влияния строения мезопористого материала и природы металла на способность к связыванию органических молекул. На примере использования палладия показано, что материалы, модифицированные сульфо- и дендримерсодержащими группами, позволяют закреплять ионы и наночастицы металла внутри пор и получать материалы с содержанием палладия, достигающим 10%. Материалы, модифицированные полиамидными и полипропилениминными дендримерами были использованы для получения наночастиц родия и рутения. Размер частиц составлял, согласно данным ТЕМ, от 1 до 2 нм; частицы находятся в порах полимера и стабилизируются путем взаимодействия с дендримерами. Данные РФЭС подтверждают, что от 50 до 70% родия/рутения находится в нульвалентной форме. Полученные катализаторы продемонстрировали высокую активность в реакциях гидрирования и гидроформилирования широкого спектра непредельных органических соединений. Показана возможность их использования в течение нескольких каталитических циклов без потери активности и без дополнительной регенерации.