Cоздание фундаментальных основ рационального дизайна нового поколения каталитических систем для высокоэффективных и экологически безопасных процессов получения энергии и моторных топлив, органического синтеза, защиты окружающей среды и глубокой переработки природного и альтернативного углеродсодержащего сырья в ценные химические продукты.

Цель работы – создание нового поколения каталитических систем для процессов органического синтеза, получения моторных топлив, глубокой переработки углеродсодержащего сырья в ценные химические продукты, а также для природоохранных процессов. Основное внимание уделено исследованиям, посвященным разработке и совершенствованию научных основ направленного дизайна активных и селективных катализаторов для ряда важнейших химических процессов, а также для решения задач в области охраны окружающей среды. Предложены эффективные процессы переработки СО2 в спирты, алканы, алкены, кислоты и другие ценные химические продукты. Синтезированы новые каталитические системы и ряд адсорбционно-каталитических процессов для очистки газовых выбросов химических предприятий и выхлопных газов транспорта от таких токсичных веществ, как летучие органические соединения, оксиды азота и СО. Синтезированы новые гибридные наноматериалы на основе металлорганических каркасных структур (MOF, MIL, ZIF и др.) в том числе мезо- и микропористые материалы с гостевыми функциональными структурами (краун-эфиры, каликсарены и др.), показавшие высокую эффективность в разделении смеси этан-метан, очистке воды от соединений свинца, очистке углеводородных смесей (газовых и жидких) в очистке углеводородных смесей от соединений серы (тиолы, тиофены) путем их селективной адсорбции и парциального окисления. Кроме того, детально исследовано влияние природы лиганда и промоторов на протекание реакций каталитического карбонилирования и гидроформилирования непредельных соединений. На основании выясненных закономерностей разработаны эффективные методики каталитического синтеза карбонильных соединений (альдегидов, карбоновых кислот, сложных эфиров, амидов) с высокой хемо- и региоселективностью. Разработаны методы направленного изменения структуры поверхностных активных центров каталитических систем, использование которых позволило создать высокоорганизованные катализаторы нового поколения на основе моно- и полиметаллических наночастиц с управляемой структурой поверхности, обладающих заданными каталитическими свойствами (активность, селективность и стабильность) для проведения реакций тонкого органического синтеза (селективного жидкофазного гидрирования замещенных алкинов, гидроксикарбонилирования олефинов и др.). Отработан эффективный метод окисления летучих органических соединений, инициированный озоном, с использованием эффектов взаимодействия металл-носитель Разработан эффективный однокомпонентный никелевый катализатор конверсии этана в водород и нановолокна. Детально изучены каталитические процессы получения спиртов и углеводородов из синтез-газа, проведена оптимизация ключевых параметров этих процессов и составов промышленных каталитических систем, установлены корреляции между природой, структурой и физико-химическими свойствами используемых в данной реакции углеродных материалов различного происхождения, а также их каталитической активностью. Также предложены перспективные композитные материалы на основе оксида графита и полиаминов. Высокие показатели электропроводности и низкая себестоимость производства таких материалов позволяет использовать их при создании современных конденсаторных и сенсорных устройств.