ИСТИНА

Проект направлен на разработку гетерогенных катализаторов на основе оксидных или углеродных носителей, а также переходных металлов и/или золота, сочетающих высокую каталитическую активность и селективность, которые обеспечиваются рациональным дизайном на принципах наноструктурирования, включая оптимизацию пористой системы, регулирование зарядового состояния поверхности, плотности нанесения активного металла, степени взаимодействия между металлом и носителем. Оптимизацию пористой структуры и химического состава каталитических систем планируется осуществлять с использованием химических темплатов и возобновляемого растительного сырья, а также рациональной поверхностной модификации. Оптимизацию размеров частиц переходных металлов (преимущественно палладий, никель) и золота планируется проводить с помощью нанесения из коллоидных растворов или растворов солей металлов и сравнивать полученные системы с изученными ранее модельными катализаторами, полученными методом лазерного электродиспергирования. Обработки низкотемпературной плазмой водорода и аргона, а также сверхкритическими растворителями будут использованы для дополнительной модификации зарядового состояния и структуры каталитических систем. Разрабатываемые катализаторы предназначены для реакций селективного восстановления бифункциональных соединений, например, хлорнитробензолов, гидрирования тройной связи до двойной, окисления СО, а также других восстановительных и окислительных реакций.

При выполнении проекта разработаны высокоэффективные гетерогенные катализаторы на основе оксидных (оксид алюминия, оксид циркония, смешанные оксиды церия-циркония, в том числе нанесенные на оксид алюминия и/или модифицированные оксидом ванадия или оксидом меди, галлия-циркония, иттрия-циркония, алюминия-циркония), или углеродных носителей и переходных металлов (палладий, никель, золото, медь), сочетающие высокую каталитическую активность и селективность, которые обеспечиваются рациональным дизайном на принципах наноструктурирования, включая оптимизацию пористой системы, регулирование зарядового состояния поверхности, плотности нанесения активного металла, степени взаимодействия между металлом и носителем. Оптимизацию пористой структуры и химического состава каталитических систем осуществляли с использованием химических (цетилтриметиламмонийбромид, полиэтиленгликоль), и биологических (древесные опилки, желатин и целлюлоза) темплатов . С целью выявления путей оптимизации и механизмов каталитического действия каталитические системы характеризовали методами РФА, РФЭС, в том числе in situ, СЭМ, ПЭМ, КР- и ИК-спектроскопии, ТПВ, магнитометрическим и низкотемпературной адсорбции азота, и в соответствии с составом тестировали в реакциях окисления СО, окислительного дегидрирования пропана, гидродехлорирования хлорбензола, 1,3,5-трихлорбензола, гексахлорбензола, п-хлорацетофенона и п-хлорнитробензола. Перспективность использованных подходов подтверждена разработкой эффективных в гидродехлорировании катализаторов с очень малым содержанием активного металла (7·10?4%Ni(ЛЭД) и 2·10?4%Ni(ЛЭД), полученных лазерным электродиспергированием и позволяющих при 350?С переработать за час 41200 и 24100 моль(ХБ)/моль(Ni); Au-Ni-Al2O3, полученных нанесением Au из коллоидных дисперсий на пропиточный Ni/Al2O3);. 2%Pd/ZrO2, полученного с использованием полиэтиленгликоля (ПЭГ) в качестве темплата, который обеспечивает полную переработку гексахлорбензола в бензол в мягких условиях; Pd/C, полученного с использованием в качестве темплата древесных опилок). Модифицирование ZrO2 в составе Pd- катализатора оксидами алюминия или РЗЭ обеспечивает повышение активности в восстановительных реакциях и является инструментом регулирования селективности восстановления полифункциональных соединений. Биотемплатный способ перспективен для создания катализаторов окисления СО на основе смешанных оксидов церия и циркония, а также ванадий-церий-циркониевых систем для окислительного дегидрирования пропана в пропен.