Научные основы приготовления катализаторов, носителей, мембран

Объекты исследования: оксидные и углеродные системы с заданными свойствами, гетерогенные катализаторы и химические реакции на их основе, функциональные композиционные материалы. Целью исследования является разработка научных основ синтеза оксидных и углеродных материалов и катализаторов на их основе с заданными физико-химическими и каталитическими свойствами, а также функциональных композиционных материалов. Методология проведения работы основана на детальном, с применением всего необходимого современного оборудования, изучении процессов формирования структуры оксидных и углеродных материалов и каталитических композиций на их основе, особенностей протекания на них адсорбционных и каталитических процессов окислительно-восстановительного типа, полимеризации олефинов, в том числе имеющих прикладное значение, а также полимер-минеральных композиционных материалов для широкой области применения. Важнейшие результаты работы и их новизна: Синтезированы и изучены как катализаторы различные углеродные, оксидные материалы, соединения переходных элементов и композиции на их основе: Pd/MgAlOx(CO3, ОН) и Pd/УКМ, где УКМ – углерод-углеродные и углерод-минеральные композиционные материалы, полученные из сапропеля, ПВХ и карбида кальция, как катализаторы жидкофазного гидрирования; металлокомплексные системы Ti(V)ClxAlR3/MgCl2, Al(Si)Ox/MgBu2/TiCl4, SiO2(Al2O3)/Me2-LFe(Ni)X2, как катализаторы полимеризации олефинов; слоистые перовскитоподобные оксиды Sr2-ХLnXTiO4 (Ln= La, Pr, Nd, х=0, 0,1) и Sr2FeXTi1-xO4 (x=0.1-0.3) , базовые алюминаты Sr и Ba, а также Cs-модифицированный Co3O4 как катализаторы высокотемпературных процессов с участием метана и закиси азота; сложные оксиды (CeM)1-xNixOy (M = Al, La, Mg; M/Ce = 0–4; x = 0.2–0.8), как предшественники катализаторов для парового углекислотного риформинга метана и др. Кроме того, исследовался ряд процессов, связанных с применением наноглобулярного (SiO2) и нановолокнистого (Al2O3) оксидов для синтеза наполненных полимеров (полиэтилена), формированием блочного оксида алюминия с иерархической структурой пор, кремнийзамещенных алюмофосфатов, дисперсных полимерных структур несферической формы и др. В ходе выполнения этих исследований получен ряд новых важных результатов: на основе палладий содержащих алюмо-магниевых гидроксидов и палладий-углеродных композиций получены эффективные катализаторы для жидкофазного гидрирования нитроароматических и ацетиленовых соединений; показано, что синтезированные бикомпонентные (Fe+Ni)Lx/SiO2(Al)-катализаторы позволяют получать бимодальный полиэтилен с требуемым распределением разветвлений в условиях одностадийной гомополимеризации этилена.; установлено влияние метода синтеза слоистых перовскитоподобных оксидов Sr2-ХLnXTiO4 (Ln= La, Pr, Nd, х=0, 0,1) и Sr2FeXTi1-xO4 (x=0.1-0.3) на их активность в реакции окислительной конденсации метана; установлено, что в ходе восстановительной активации температура формирования фазы Nio определяется степенью взаимодействия Ni-оксидная матрица и увеличивается с увеличением мольного отношения M/Ce и в ряду без M < La = Al < Mg,; проведены пилотные испытания разработанных в 2021 г. катализаторов с иерархической структурой пор в трехстадийной гидропереработке гудрона и др.