На главную

 
Аспирантура
Книги и пособия
Кафедра катализа и адсорбции
Кафедра физической химии
Версия для печати | Главная > Образование > Кафедра катализа и адсорбции > Молекулярный дизайн катализаторов > Программа курса

1. Организационно-методический раздел.

Переход к элементу

Свернуть/Развернуть


2. Содержание дисциплины

Переход к разделу

2.1. Новизна курса (научная, содержательная; сравнительный анализ с подобными курсами в России и за рубежом), его актуальность - для дисциплин специальной подготовки.
Курс построен с учетом современных требований к уровню знаний научных сотрудников. Базируется на ранее изучаемых курсах физической химии и строения вещества. Вместе с тем в НГУ эти курсы являются существенно более краткими по сравнению с аналогичными курсами ведущих вузов России. Сравнительный анализ может быть проведен по материалам соответствующих интернет-страниц лаборатории строения и квантовой механики молекул МГУ и Российского химико-технологического университета им. Д.И.Менделеева .

Материалы по ознакомительному курсу лекций по молекулярному моделированию в органической химии приведены на сервере химического факультета Королевского колледжа (Великобритания)

2.2. Тематический план курса (распределение часов).

Наименование разделов и тем
Количество часов
Лекции
Семинары
Лаборат. раб.
Самост. работа
Всего часов
Общие принципы дизайна (разработки) катализаторов
14
 
 
 
14
Математические методы моделирования и исследования строения и свойств химических объектов на примере программ молекулярного моделирования (HyperChem, ChemOffice)
 
6
 
10
16
Итого по курсу
14
6
 
10
30

2.3. Содержание отдельных разделов и тем.

Лекция 1.

  • Общие принципы дизайна (разработки) катализаторов.
  • Примеры разработки катализаторов (метанирования, селективного гидрирования, риформинга, селективного и полного окисления и т.п. – классические подходы).
  • Молекулярное распознавание (Считывание информации, Молекулярные рецепторы, Матричный синтез, Супрамолекулярный катализ, Комплементарность активного центра и субстрата).
  • Эффекты сближение химических объектов, групп.

Лекции 2-3.

  • Молекулярное моделирование живой природы.
  • Молекулярный дизайн катализаторов живой природой:
    • Активные центры ферментов.
    • Коплементарность строения ферментов и переходного активного центра.
    • Полифункциональность активных центров, эффекты микросреды.
  • Строение и механизмы действие наиболее важных ферментов.
  • Биомиметика. Молекулярные пинцеты, ловушки и прочее.
  • Химические модели гемоглобина, миоглобина, нитрогеназы, фотосистемы растений.

Лекции 4-5.

  • Методы приготовления катализаторов на основе иммобилизованных ферментов, клеток – использование материалов природы для конструирования каталитических систем.
  • Транспорт в химических системах (Рецепторы, Мембраны).

  • Транспорт посредством носителей (carrier – mediated transport) - аналог физического катализа.

    • Образование комплекса носитель-субстрат на межфазной границе.
    • Диффузия комплекса через мембрану.
    • Высвобождение субстрата.
    • Обратная диффузия свободного носителя.
    • Симпорт, антипорт.
  • Транспорт в трансмембранных каналах.
  • Сопряженные процессы переноса.
    • Электрон-сопряженный симпорт.
    • Протон-сопряженный перенос в рН-градиенте.
    • Фотон сопряженные процессы.
    • Электронпроводящие устройства.
  • Явления спилловера.
  • Водород.
  • Кислород.
  • Туннелирование электронов

Лекция 6 .

  • Методы организации проведения каталитических процессов.
  • Принципы построения каталитических систем с использованием мембранных материалов.
    • Топливные элементы.
    • Фотохимические процессы.
    • Жидкости чувствительные к воздействию полей.
  • Формирование нанообъектов.
  • Высокотемпературные методы формирования веществ с заданными свойствами.
    • Ультразвуковое разложение веществ.
    • Плазменное и высокотемпературное распыление материалов.
  • Темплатный синтез химических объектов с заданными свойствами

Лекция 7.

Нанесенные металлорганические катализаторы
Разработка катализаторов с заданными молекулярно-ситовыми свойствами. Цеолиты и цеолито-подобные вещества. Слоистые материалы с регулируемым межслоевым пространством.

Лекции 8-10 и практические занятия

Математические методы моделирования и исследования строения и свойств химических объектов на примере программ молекулярного моделирования (HyperChem, ChemOffice).
Практические занятия по моделированию химических объектов (каталитических центров):

  1. Типовые задачи курса, решение которых возможно с использованием программ HYPERCHEM.
  2. Ознакомление с возможностями поиска структурной информации в доступных в ИК СО РАН структурных базах (База Данных Кристаллических структур неорганических веществ - Inorganic Crystal Structure Database, Кембриджская Структурная База данных – Cambridge Structural Database).
  3. Программы-конвекторы для преобразования форматов ввода структурной информации в программы HYPERCHEM. BABEL

2.4. Перечень примерных контрольных вопросов и заданий для самостоятельной работы (в объеме часов, предусмотренных образовательным стандартом и рабочим учебным планом данной дисциплины):

Построение 3D моделей химических молекул, кристаллов; белков, молекул ДНК, полимеров, полисахаридов. Cоздание иллюстраций для научных статей.
Основные стадии важнейших каталитических реакций (в рамках программы).
Принципы построения программ молекулярного моделирования.
Основы метода молекулярной механики.
Основные виды расчетов с использованием методов квантовой механики и так далее в рамках программы…


3. Учебно-методическое обеспечение дисциплины

Переход к элементу

Свернуть/Развернуть



Copyright © catalysis.ru 2005–2024
Политика конфиденциальности в отношении обработки персональных данных