ОТДЕЛ КАТАЛИТИЧЕСКИХ ОКИСЛИТЕЛЬНО-ВОССТАНОВИТЕЛЬНЫХ ПРОЦЕССОВ
Заведующий отделом - Орлик Светлана Никитична
доктор химических наук, профессор
тел.:(044)525-66-78, E-mail: orlyk@inphyschem-nas.kiev.ua; Sorlyk@yahoo.co.uk
- Отдел создан в октябре 2000 г., в отделе работает 1 доктор наук и 4 кандидата наук, которые являются учениками известной украинской школы катализа академика В.А.Ройтера, члена-корреспондента НАНУ В.М.Власенко, профессора Г.П.Корнейчука, профессора В.Я.Вольфсона.
Основные направления исследований :
- развитие фундаментальных основ создания структурированных катализаторов для процессов получения водородного топлива (путем риформинга низших углеводородов и оксигенатов)
- структурно-функциональный дизайн нового поколения катализаторов обезвреживания техногенных газовых выбросов мобильных и стационарных источников, каталитического сжигания топлив, превращения парниковых газов (СО2, СН4, N2O);
- кинетика и механизм процессов экологического катализа, окислительно-восстановительных реакций с участием оксидов углерода и азота, углеводородов.
Важнейшие результаты за последние годы
- Развита концепция о комбинированном влиянии окислительно-восстановительных и кислотно-основных свойств катализаторов в редокс-превращениях метана и оксидов азота(І,ІІ). Именно благодаря определенному сочетанию редокс- и кислотных характеристик поверхности бифункциональные катализаторы на основе диоксида циркония, оксида алюминия и цеолитов проявляют высокую активность в процессах СКВ оксидов азота, в реакциях парциального окисления легких углеводородов до оксигенатов, глубокого окисления и углекислотной конверсии метана.
- Разработаны структурированнные катализаторы, сформированные на поверхности керамических блочных матриц сотовой структуры из синтетического кордиерита и каолино-аэросила, которые могут быть применены для процессов очистки газовых выбросов, в том числе высокотемпературного восстановления оксидов азотуа метаном в условиях ПО „АЗОТ”; в каталитических генераторах тепла, камерах сгорания газовых турбин.
- Разработаны эффективные катализаторы трехмаршрутных превращений (TWC) и каталитические покрытия сажевых фильтров для двухступенчатой технологии очистки газовых выбросов двигателей внутреннего сгорания. Создана технология катализаторов нейтрализации отработанных газов ДВС, налажено производство катализаторов и разработано конструктивное оформление каталитических нейтрализаторов для автомобилей модельного ряда „ЗАЗ” и „ВАЗ”.
Награды сотрудников отдела:
Т.В.Миронюк и М.Р.Канцерова - лауреаты премии НАН Украины для молодых ученых за лучшую научную работу (2005, цикл работ „Функциональный дизайн наноструктурированных катализаторов редокс-превращений оксидов азота и метана”).
В 2007 г. премии Президента Украины для молодых ученых удостоена работа Т.В.Миронюк, М.Р.Канцерова, О.В.Мохначук „Структурно-функциональный дизайн новых катализаторов обезвреживания техногенных газовых выбросов и каталитического сжигания топлив”.
В 2008 г. Государственной премии Украины в области науки и техники удостоены С.Н.Орлик и С.А.Соловьев (в составе авторского коллектива) – за цикл работ "Адсорбированные слои на поверхности переходных металлов: структура, электронные процессы, трение, кинетика формирования, катализ".
Научные связи
Совместно с Институтом проблем материаловедения им.И.Н.Францевича НАН Украины разрабатываются керамические блочные носители сотовой структуры для катализаторов продуцирующего и экологического катализа в рамках проектов STCU (2000-2004гг.), научно-технического инновационного проекта НАН Украины (2004 г.); твердооксидные топливные элементы в рамках проекта 980878 “Solid Oxide Fuel Cells for Energy Security”(2005-2007гг.) программы NATO “Science for Peace”
В рамках совместного проекта ученых НАНУ и СО РАН „Дизайн функциональных материалов для твердооксидных топливных элементов на основе оксида циркония, допированного скандием” – ИПМ НАНУ (д.ф.-м.н. А.Д.Васильев), Институт катализа им.Г.К.Борескова СО РАН (д.х.н. В.А.Садыков)(2006-2008гг.).
В рамках интеграционного проекта „Нанокомпозитные катализаторы для процессов получения и очистки водорода”; Институт катализа им.Г.К.Борескова СО РАН (д.х.н. Э.М.Мороз) и ИФХ им. Л.В.Писаржевского НАН Украины (д.х.н. П.Е.Стрижак, к.х.н. С.А.Соловьев).
В рамках проекта COST Action D15/0020 “New Mesoporous Materials and Catalysis with Acidic Properties”(Dr.Gr. Pop, ZECASIN, Prof. E.Angelescu, Бухарестский университет, Румыния) (2002-2005гг).
В рамках украинско-индийского проекта „Дизайн нанофазных и иммобилизованных материалов на основе платиновых металлов как новых катализаторов для процессов конверсии углеводородов” – ИФХ НАНУ (д.х.н. С.Н.Орлик) и Университет г.Дибругара, штат Ассам, Индия (Dr. P.Das) (2008-2010 гг.)
В рамках темы „Разработка катализаторов для очистки газовых выбросов автомобилей со сниженным содержанием платиновых металлов для автомобилей производства КНР” – ИФХ НАН Украины (к.х.н.С.А.Соловьев) и Чанчунский университет науки и технологий, г.Чанчунь, Китай (проф.Люй Дзинвень)
Список научных сотрудников отдела
Cоловьев Сергей Александрович, кандидат химических наук, тел. +38(044)525-6670, e-mail: soloviev@inphyschem-nas.kiev.ua
Капран Андрей Юрьевич, тел.+38(044)525-6222, e-mail:ayukapran@ukr.net
Канцерова Марина Рашидовна, кандидат химических наук, тел. +38 (044)525-67-75, E-mail: mkantserova@ukr.net
Бойчук Татьяна Михайловна, кандидат химических наук, тел. +38 (044)525-67-76, E-mail: boichuk_tm@ukr.net
Список избранных работ
1. Орлик С.Н., Комбинированное влияние окислительно-восстановительных свойств катализаторов в редокс-превращениях оксидов азота и метана.// Кинетика и катализ.- 2008.- 49. - №4.- С.562-569.2.
2. С. Н. Орлик, Т. В. Миронюк, И. Г. Анич, Влияние природы носителя на свойства Со-, In-оксидных катализаторов в СКВ NO метаном //Катализ в промышленности, 2008, №6.
3. T.M. Boichuk, S.M. Orlyk, Effect of NO, O2, SO2 on Nitrous Oxide Conversion over Fe- and Co-Containing Zeolite and Zirconia Catalysts, Polish J. Chem.// 2008, V.82, N1, P.141-147.
4. T.K.Shashkova, M.R.Kantserova, V.I.Chedryk, O.D.Vasylyev, S.N.Orlyk, Methane Oxidative Conversion over the Composites of Y- and Sc-stabilized Zirconia Based // Polish J. Chem., 2008, V.82, N2, P.371-376.
5. Соловьев С.А., Капран А.Ю., Орлик С.Н. Окислительная конверсия метана и метанола на структурированных металлооксидных катализаторах M/Al2O3/кордиерит (M = Ni, Cu, Zn). // Теорет. и эксперим. химия.- 2007. – 43, № 5.- С.299-306.
6. Канцерова М.Р., Орлик С.Н. Влияние структурно-размерного фактора на каталитические свойства сложных оксидных композиций в реакции глубокого окисления метана. // Кинетика и катализ.- 2007.- 48, № 3.- С.438-453.
7. Соловьев С.А., Орлик С.Н. Разработка и исследование каталитических покрытий сажевых фильтров на основе оксидов переходных металлов для дизельных двигателей. // Катализ в промышленности.- 2007.- № 6.- С.23-32.
8. Mokhnachuk O.V., Soloviev S.O., Kapran A.Yu. Effect of rare-earth element oxides (La2O3, Ce2O3) on the structural and physico-chemical characteristics of Pd/Al2O3-monolithic catalysts of nitrogen oxide reduction by methane. // Catal. Today.- 2007.- 119.- P.145-151.
9. T.V. Mironyuk, S. N. Orlyk. Effect of rhodium on the properties of bifunctional MxOy/ZrO2 catalysts in the reduction of nitrogen oxides by hydrocarbons. // Appl.Catal.B:Environ.- 2007.- 70, N 1-4.- P.58-64.
10. Соловйов С. О., Орлик С. М. Каталітичні нейтралізатори відпрацьованих газів ДВЗ. Наука та інновації, 2005, 2, С.58-73.
Перечень научно-технических разработок
Блочные (монолитные) катализаторы сотовой структуры для очистки промышленных газовых выбросов и автотранспорта от СО, NOx, CnHm:
- очистки отходящих газов - продуктов сжигания природного газа от токсичных примесей СО, NOx, CnHm, с последующим использованием углекислоты отходящих газов для подкормки растений закрытого грунта;
- очистки от оксидов азота отходящих газов паровых и водогрейных котлов, газовых турбин, других агрегатов методом селективного каталитического восстановления аммиаком и углеводородами в окислительной атмосфере;
- очистки выбросов дизельэлектрических агрегатов и отработанных газов двигателей внутреннего сгорания от СО, NOx, CnHm;
- очистки газовых выбросов производства азотной кислоты от оксидов азота путем высокотемпературного восстановления метаном; селективного восстановления аммиаком; совместного восстановления N2O+NO углеводородами;
- очистки газовых выбросов, в частности вентиляционных выбросов, каталитического сжигания углеводородного топлива в камерах сгорания газовых турбин, каталитических генераторах тепла (КГТ) и др.
Катализаторы для низкотемпературной очистки воздуха и газовых выбросов от озона.
Катализаторы коркового типа для очистки газовых выбросов от органических соединений разных классов и монооксида углерода.
Катализаторы и аппараты для адсорбционно-каталитической очистки вентиляционных и газовых выбросов от органических соединений.
