Новые подходы к скринингу каталитических систем на основе комплексных полиоксометаллатов гибридными методами анализа

В настоящее время практически все высокотехнологичные химические процессы в промышленности осуществляются с помощью катализаторов. При этом доля импортных катализаторов постепенно стала доходить до 70%, а для некоторых отраслей промышленности наблюдается критическая стопроцентная зависимость от иностранных поставщиков. Поэтому в условиях общепромышленного импортозамещения чрезвычайно важно производство конкурентноспособных отечественных катализаторов. Многочисленные исследования показали, что использование каталитических систем на основе полиоксометаллатов – полиядерных комплексов, структурной основой которых являются атомы переходных металлов (Mo, W, V, Nb, Ta), связанные через мостиковые атомы кислорода – дает наиболее выдающиеся результаты в таких приложениях, как фото- и электрокаталитическая генерация водорода, эпоксидирование алкенов, фотоэлектрохимическое восстановление диоксида углерода, жидкофазное селективное окисление алкенов и др. Однако, нерешенной проблемой, препятствующей крупномасштабному применению полиоксометаллатов в качестве катализаторов, является их относительная лабильность в растворах, которая оказывает существенное влияние на каталитическую активность и приводит к образованию целого набора продуктов, которые зачастую трудно разделить и идентифицировать из-за близости их химического поведения и отсутствия референсных спектральных данных для индивидуальных компонентов. При этом информация о составе всех компонентов в смеси важна как для понимания механизма процесса получения катализатора, так и с точки зрения выстраивания стратегии проведения синтеза комплексных полиоксометаллатов, обладающих наибольшей каталитической активностью. Это обуславливает необходимость создания целого комплекса аналитических методик, обеспечивающих идентификацию компонентов смесей неорганических комплексов в растворе. Конкретной научной проблемой, на решение которой направлен проект является разработка методологии скрининга и определения состава многокомпонентных смесей полиоксометаллатов. Реализация данного проекта позволит российскому материаловедению перейти к разработке новых каталитически активных материалов и захватить лидерство в ряде критически важных областей, что приведет к повышению экономической безопасности России за счет создания конкурентноспособных отечественных катализаторов.