ИСТИНА |
Войти в систему Регистрация |
|
ИПМех РАН |
||
В рамках проекта будут разработаны методы синтеза новых мезопористых металлсодержащих гибридных материалов, которые могут быть перспективны в качестве катализаторов и адсорбентов. Для синтеза новых металлсодержащих мезопористых гибридных наноструктурированных материалов будут использованы фенолформальдегидные смолы и дендримеры. Будут отработаны методы модификации мезопористых органических полимеров комплексообразующими группами для эффективного закрепления внутри пор ионов и наночастиц металлов (палладия, родия, рутения). Будут изучены основные особенности влияния строения мезопористого материала и природы металла на способность к связыванию органических молекул и установлены особенности каталитического поведения полученных гибридных металлсодержащих мезопористых полимерных наноструктурированных материалов в гидрировании и гидроформилировании непредельных органических соединений.
Within the project methods of synthesis of new mesoporous metal-containing hybrid materials which can be perspective as catalysts and adsorbents will be developed. For synthesis of the new metal-containing mesoporous hybrid nanostructured materials phenol-formaldehyde resins and dendrimer will be used. Methods of modification of mesoporous organic polymers by complexing groups for efficient fixing in a time of ions and nanoparticles of metals (palladium, rhodium, ruthenium) will be fulfilled. The main features of influence of a structure of mesosponge and the nature of metal on ability to binding of organic molecules will be studied and features of catalytic behavior of the nanostructured materials received hybrid metal-containing mesoporous polymeric in hydrogenation and a hydroformylation of unsaturated organic compounds are established.
Предполагается: - разработать методы синтеза новых металлсодержащих мезопористых гибридных материалов на основе фенолформальдегидных смол и дендримеров, способных селективно связывать органические молекулы за счет кооперативных процессов взаимодействия с металлоцентром и самим носителем; - отработать методы модификации мезопористых органических полимеров комплексообразующими группами для эффективного закрепления внутри пор ионов и наночастиц металлов (палладия, родия, рутения), выявить факторы, влияющие на связывание указанных ионов и размер частиц металла; - изучить основные особенности влияния строения мезопориистого материала и природы металла на способность к связыванию органических молекул; - установить особенности поведения полученных гибридных металлсодержащих мезопористых полимерных материалов в гидрировании и гидроформилировании органических соединений; - проанализировать зависимость каталитических свойств новых материалов от строения субстрата и текстурных характеристик самого материала.
Группа имеет значительный опыт работы в области создания новых металлсодержащих материалов различных типов, которые были использованы в качестве катализаторов различных нефтехимических процессов. В рамках этого цикла работы были получены новые гибридные материалы на основе силикагеля и полиэтиленоксида, которые были использованы для иммобилизации комплексов родия и рутения. Полученные композиты были активны в гидрировании диоксида углерода. Группой был синтезирован ряд гибридных металлсодержащих материалов на основе циклодекстринов с использованием метода молекулярного импринтинга. Полученные материалы были использованы в качестве катализаторов окисления углеводородов, гидроксилирования ароматических соединений, окисления бета-нафтола кислородом, эпоксидирования., гидрирования. Изучены закономерности указанных процессов и показано, что скорость и селективность реакций окисления определяются строением комплексов "гость-хозяин" с субстратами и процессами «предорганизации» протекающими при синтезе материала. Был предложен оригинальный подход к синтезу новых металлсодержащих материалов в на основе дендримеров путем объединения молекул дендримеров а счет различных типов взаимодействий в мегамеры. Было показано, что такого рода материалы являются перспективными для создания новых высокоселективных катализаторов окисления и гидрирования. В последнее время группой проводяться активные исследования по созданию новых металлсодержащих материалов, полученных нанесением на гетерогенные носители растворимых полимеров и комплексов металлов, дендримеров, разветвленных полимеров. Разработаны методы получения наночастиц металлов в «сетках» на основе дендримеров, закрепления различных типов полимеров на органические носители.
Разработано несколько методов модификации фенолформальдегидных смол с мезопористой структурой фосфинсодержащими лигандами. На основе указанных материалов были получены комплексы родия. Были изучены закономерности гидрирования алкинов различного типа и терпенов с использованием палладийсодержащих катализаторов. В качестве субстратов были выбраны октин-1, гексин-1, а также фенилацетилен. В качестве катализаторов были использованы наночастицы палладия, нанесенные на материалы, содержащие сульфогруппы и полипропилениминные дендримеры. получены предварительные данные по гидроформилированию,гидрированию алкенов на комплексах родия, закрепленных на мезопористых фосфорсодержащих носителях.
грант РФФИ |
# | Сроки | Название |
1 | 1 января 2014 г.-31 декабря 2014 г. | Новые гибридные материалы на основе наноструктурированных мезопористых полимеров для катализа и адсорбции |
Результаты этапа: 1. Синтезированы новые мезопористые полимеры с использованием фенола, резорцина, формальдегида, мочевины. Найдены условия, позволяющие изменять площадь поверхности полученных материалов от 200 до 600 м2/г с размером пор 5-6 нм. Показано, что использование мочевины позволяет вводить азот в структуру материалов с небольшим снижением площади поверхности. 2. Разработаны методы модификации мезопористых материалов различными функциональными группами: азотсодержащими полипропилениминными дендримерами, сульфогруппами, этилендиамином. На примере палладия показано, что использование материалов с сульфо-группами и материалов, содержащих дендримеры, позволяет закреплять ионы и наночастицы металла внутри пор материала и получать материалы с содержанием палладия до 10%. 3. На основании полученных данных предложены методы синтеза палладийсодержащих гибридных наноструктурированных материалов на основе модифицированых фенолформальдегидных смол, содержащих наночастицы. Получены предварительные результаты по адсорбции и каталитическому селективному гидрированию изопрена (TOF = 1850—5000 мин–1), фенилацетилена (TOF = 900—2590 мин–1), 2,5-ди-метил-2,4-гексадиена (TOF = 1294—2400 мин–1) с использованием наночастиц палладия, нанесенных на немодифицированные материалы. | ||
2 | 1 января 2015 г.-31 декабря 2015 г. | Новые гибридные материалы на основе наноструктурированных мезопористых полимеров для катализа и адсорбции |
Результаты этапа: Разработаны методы модификации фосфинсодержащими лигандами материалов на основе фенолформальдегидных смол. Осуществлен синтез материалов, содержащих наночастицы родия и рутения , нанесенные на формальдегидные материалы, модифицированные различными типами дендримеров. Изучены закономерности гидрирования алкинов различного типа и терпенов с использованием палладийсодержащих катализаторов, гидрирования фенолов и ароматических соединений с использованием рутенийсодержащих катализаторов. Изученина адсорбция соответствующих субстратов с использованием полученных катализаторов. Получены предварительные данные по гидроформилированию и гидрированию алкенов на комплексах родия, закрепленных на мезопористых фосфорсодержащих носителях. | ||
3 | 1 января 2016 г.-31 декабря 2016 г. | Новые гибридные материалы на основе наноструктурированных мезопористых полимеров для катализа и адсорбции |
Результаты этапа: 1. Синтезированы новые мезопористые полимеры с использованием фенола, резорцина, формальдегида, мочевины. Разработаны методики, позволяющие получать материалы с заданной площадью поверхности - от 200 до 600 м2/г с размером пор 5-6 нм. Показано, что использование мочевины в процессе синтеза позволяет вводить азот в структуру материалов, при этом наблюдается небольшое снижение площади поверхности. 2. Разработаны методы модификации мезопористых материалов различными функциональными группами: азотсодержащими полипропилениминными дендримерами, фосфиновыми и сульфогруппами, этилендиамином. 3. На основе синтезированных функционализированных материалов получены гибридные палладий, родий и рутенийсодержащие катализаторы. Изучены основные особенности влияния строения мезопористого материала и природы металла на способность к связыванию органических молекул. 4. На примере использования палладия показано, что материалы, модифицированные сульфо- и дендримерсодержащими группами позволяют закреплять ионы и наночастицы металла внутри пор и получать материалы с содержанием палладия, достигающим 10%. 5. Материалы, модифицированные полиамидными и полипропилениминными дендримерами были использованы для получения наночастиц родия и рутения. Размер частиц составлял согласно данным ТЕМ от 1 до 2 нм, частицы находятся в порах полимера и стабилизируются путем взаимодействия с дендримерами. Данные РФЭС подтверждают, что от 50 до 70% родия/рутения находится в нульвалентной форме. 6. Полученные катализаторы продемонстрировали высокую активность в реакциях гидрирования и гидроформилирования широкого спектра непредельных органических соединений. Показана возможность их использования в течение нескольких каталитических циклов без потери активности и без дополнительной регенерации. |
Для прикрепления результата сначала выберете тип результата (статьи, книги, ...). После чего введите несколько символов в поле поиска прикрепляемого результата, затем выберете один из предложенных и нажмите кнопку "Добавить".