ПРИОРИТЕТОВ СТАНОВИТСЯ ВСЕ БОЛЬШЕ
Развивая направление "Научные основы переработки природного газа,
нефти, угля, а также возобновляемого и нетрадиционного
химического сырья, в частности, растительной биомассы", коллектив
Института химии и химической технологии КНЦ СО РАН выполнил целый
ряд фундаментальных работ, носящих приоритетный характер, с
пакетом прикладных предложений.
Этот список с обозначением "впервые" можно начать с работ по
систематическому исследованию реакций деполимеризации
растительных карбогидратов в среде водяного пара в присутствии
различных катализаторов кислотного типа в интервале температур
150-350 °С. Установлены закономерности кислотно-каталитических
превращений малоизученного реакционноспособного соединения —
левоглюкозенона при вариациях температуры, природы катализатора,
состава реакционной среды. Предложены новые способы получения из
левоглюкозенона ценных соединений — левулиновой кислоты,
гидроксиметилфурфурола и их производных, являющихся ценными
продуктами для фармацевтической промышленности, с выходом,
превышающим достигнутый в мировой практике. Установлены
закономерности химических превращений основных компонентов
древесины осины, сосны и ели (гемицеллюлоз, целлюлозы и лигнина)
при кратковременной обработке перегретым водяным паром
(автогидролиз).
Полученные результаты использованы для разработки экологически
безопасного процесса получения целлюлозы и химически активного
низкомолекулярного лигнина. Преимуществом данного процесса по
сравнению с промышленными технологиями является отсутствие
вредных серосодержащих реагентов и трудноутилизируемых отходов.
Впервые установлено, что активация водяным паром древесной коры в
присутствии каталитических добавок позволяет достичь
существенного увеличения выхода экстрактивных веществ и
одновременно сократить продолжительность активации.
|
Идет обсуждение совместных работ. С российской стороны —
член-корр. РАН Г.Пашков, с индийской —
Dr. Navin Chandras
(Бопал).
|
Результаты использованы для разработки научных основ новых
интегрированных процессов переработки коры хвойных и лиственных
пород деревьев в ценные органические продукты. Впервые выполнено
кинетическое и физико-химическое исследование глубокой
биотрансформации бурых углей в аэробных условиях и получены
сведения о происходящих при этом химических и структурных
преобразованиях.
Биопереработку бурых углей Канско-Ачинского угольного бассейна
осуществляли штаммами микроорганизмов Acinetobacter SP10 и
Psedomonas (SP2 и SP57) в аэробных условиях. Осуществлен подбор
режимных параметров процесса биопереработки канско-ачинских углей
Назаровского и Березовского месторождений, позволяющих получить
дешевые биосвязующие для получения угольных брикетов и бездымного
топлива. Выполнен цикл фундаментальных исследований углей с целью
установления взаимосвязи между их составом, строением и
реакционной способностью. Предложен и экспериментально
осуществлен подход, базирующийся на направленном химическом
моделировании функциональных и структурных групп различных углей
в сочетании с определением особенностей макромолекулярного
строения и поведения при термохимическом превращении.
Данный подход позволяет уточнить представления о строении углей.
Развиты фундаментальные основы новых методов стимулирования
гидрогенизационных превращений в углеводородные продукты путем
модифицирования углей, применения бифункциональных растворителей
и эффективных катализаторов.
|
Старейшего финансиста Красноярского научного центра,
начальника ПФО ИХХТ СО РАН М.Шушкевич поздравляет с юбилеем
председатель КНЦ член-корр. РАН В.Шабанов.
|
В исследованиях по глубокой переработке углеводородного сырья
изучен механизм активации низших углеводородов на цеолитах и
оксидах разного структурного типа в окислительных и
неокислительных условиях. Установлено, что скорость
окислительного превращения углеводородов активным кислородом,
образованным из N2O на цеолитах структурного типа ZSM-5,
определяется силой C-H связи. Предложена оригинальная концепция
активации окислителя на дефектах структуры оксидов со
стабилизацией атомарных форм кислорода, определяющих маршруты
превращения низших алканов. Установлено, что концентрация
различных дефектов структуры оксидов в условиях
высокотемпературного катализа зависит от природы катализатора,
состава реакционной среды и определяет каталитические свойства
системы.
Продолжают развиваться работы по изучению металлоорганических
кластеров, заложенные при "рождении" института. С этой целью
разработан общий подход к проведению целенаправленного синтеза
винилиденовых кластеров заданного состава и строения. Получены и
исследованы ранее неизвестные комплексы со связью Mn-Pd, с
карбонильными комплексами железа, новые винилиденовые кластеры с
остовами
PdFe3 и MnFe2,
состав и строение которых доказаны
рентгеноструктурными, масс-спектральными, ИК и ЯМР данными.
Развиваются работы по квантово-химическим расчетам различных
реакций. Совместно с Мюнхенским Техническим университетом и
Институтом катализа СО РАН развит аппарат метода функционала
плотности для расчета аналитических градиентов в рамках
последовательного полноэлектронного вариационного
скалярно-релятивистского подхода, установивший новый стандарт
точности прикладного теоретического анализа гиперповерхностей
потенциальной энергии систем, содержащих атомы тяжелых металлов.
Метод позволяет определить энергию и длину связей, геометрическую
структуру больших комплексов, в том числе, структуру кластера при
взаимодействии адсорбированных молекул с поверхностью
катализатора.
Также разработаны научные основы новых методов конструирования
катализаторов, содержащих металлические и биметаллические
нано-частицы на поверхности оксидных подложек. На примере систем,
получаемых нанесением на
SiO2,
Al2O3, MgO
карбонильных кластеров
Os, Fe, Fe-Rh и Fe-Co установлены закономерности формирования
нано-частиц и изучено их состояние с применением комплекса
физико-химических методов исследования. Обнаружены уникальные
свойства локализованных на оксидных подложках нано-частиц в
синтезе углеводородов из СО и Н2.
стр.
|