Изучение структуры наноматериалов, актуальных для гетерогенного катализа, комплексом дифракционных, спектральных и электронно-микроскопических методов

Развита методика исследований высокодисперсных наноструктурированных материалов по данным широкоугловой и малоугловой дифракции рентгеновских лучей, в том числе для полнопрофильного анализа дифракционных картин, расчета межчастичной дифракции от упорядоченных ансамблей наноразмерных объектов, анализа кривых малоуглового рассеяния. Разработаны оригинальные алгоритмы и программное обеспечение для рентгеноструктурного анализа нанокристаллов. Реализованы новые подходы к исследованию строения нанодисперсных материалов, включающие комбинацию методов ЯМР и квантово-химических расчетов. Выполнены комплексные исследования фазового и химического состава, структуры и наноструктуры широкого круга металлических, оксидных и металл-оксидных катализаторов, а также оксидных и углеродных носителей, оксидных материалов, перспективных для создания кислородпроводящих мембран в связи с конкретными условиями их синтеза и испытаний. Проведена идентификация состояния и структуры активного компонента нанесенных родиевых катализаторов состава 2 вес. % Rh/γ-Al₂O₃ с помощью метода радиального распределения электронной плотности. Исследована структура частиц серебра, размещенных в порах мезопористого силиката, и проведен анализ особенностей дифракции от них, включая моделирование дифракционных картин с учетом имеющихся в структуре дефектов упаковки. Изучены особенности фазообразования фотокатализаторов типа Cd1-хZnxS/ε-Zn(OH)₂/ZnO. Выполнены исследования методом МУРР рентгеноаморфных композитных материалов природного и искусственного происхождения с использованием методики контрастирования. С помощью метода ЯМР-спектроскопии исследованы нанесенные системы типа Ni₂P/SiO₂, восстановленные в водороде при различных температурах, перспективные катализаторы реакции гидродеоксигенации метилпальмиата. Методом инфракрасной спектроскопии исследовано взаимодействие аморфного образца SiO₂ (200 м²/г), образца γ-Al₂O₃ (250 м²/г), полученного прокалкой бемита AlOOH × nH₂O при 550°С, и двух образцов анатазной модификации TiO₂ (195 и 300 м²/г), различающихся содержанием серы, с тремя изомерами метилпиридина (пиколина) в области температур 80 - 300°С. Изучены особенности состояния и локальной структуры нанокомпозитных образцов (Ce0,5Zr0,5)1-хPrхOy методами EXAFS- и XANES-спектроскопии. С использованием методов РЭМ и EDX исследованы микроструктура и химический состав поверхности поликристаллических образцов палладия и родия при температурах 500 - 1400 К в среде, содержащей СО + О₂. Методом высокоразрешающей просвечивающей электронной микроскопии проведено исследование микроструктуры катализаторов Pt/CeO₂ и Rh/CeO₂.