за счет федерального бюджета в рамках КЦП

руководитель НТК, д.х.н., гл.н.с. Мацько Михаил Александрович

тел. (383)32-69-556, 

(383) 32-69-473

e-mail: matsko@catalysis.ru

Введение в полимеры различных наполнителей позволяет получать композитные материалы с новым комплексом свойств. Углеродные наноматериалы (УНМ) благодаря уникальному сочетанию свойств, таких как, высокая механическая прочность (ОУНТ 45-60 ГПа, МУНТ 7-10 ГПа против у стали 0.8-2.2 ГПа), высокая гибкость (200-900 ГПа у МУНТ против 210 ГПа у стали), высокая электро- и теплопроводность (100 МСм/м графена против 60 МСм/м у меди) и низкая плотность (2.26 г/см³ у графена, против 9 г/см³ меди) являются перспективным материалами для получения композитов на основе полиолефинов.

Широко распространенные методы введения нанонаполнителей, базирующиеся на методах механического смешения с расплавами полимеров, имеют существенные ограничения относительно однородности получаемых композиций (как правило, наноматериалы склонны к агломерации), при этом они не могут быть применены к целому ряду полимеров (термически нестабильных или напротив, тугоплавких). Метод полимеризационного наполнения (полимеризации in-situ) позволяет преодолеть эти ограничения. Этот метод базируется на закреплении катализатора на поверхности наполнителя и проведении полимеризации с получением как готовых композиционных материалов, так и концентратов (мастербатчей) для последующего разбавления в матрицах полимеров.

Целью данной работы является разработка методов получения новых композиционных материалов с широким набором физико-механических и электро-физических свойств на основе полиолефинов и углеродных наноматериалов методом полимеризации in situ на катализаторах, закрепленных на поверхности УНМ.

Предполагается дополнительное финансирование из внебюджетных источников НТК 032 (договора с производителями полимеров, гранты).

Отдел тонкого органического синтеза, НТК Катализаторы и процессы на основе гетерополикислот

н.с., к.х.н. Родикова Юлия Анатольевна

тел.: 32-69-585

Трансформация биомассы и ее производных в ценные химические соединения – одно из высокоперспективных направлений научно-технического развития. Для решения задач в этой области необходимо создание стабильных высокопроизводительных катализаторов, способных функционировать длительное время без ухудшения характеристик. В рамках предлагаемой темы будет выполнен синтез гетерогенных катализатор различных составов трех типов (активный металл/гетерополикислота, активный металл/гетерополикислота/носитель и гетерополикислота/носитель), изучены их структурные и текстурные характеристики, определена стабильность. Каталитические свойства полученных образцов будут исследованы в реакциях гидролиза-окисления ряда компонентов биомассы, установлена динамика изменения характеристик, выполнена оптимизация реакционных параметров, предложен механизм. 

Предполагается дополнительное финансирование из внебюджетных источников (гранты).

Развитие технологии поглощения углекислого газа с помощью сорбентов имеет большое значение для ограничения антропогенной эмиссии парниковых газов в атмосферу, эффективное удаление СО₂ необходимо для создания условий нормальной жизнедеятельности людей в условиях замкнутого пространства, поскольку накопление диоксида углерода смертельно опасно для человека. Настоящая диссертационная работа будет направлена на синтез и исследование новых эффективных сорбентов углерода.

Отдел материаловедения и физико-химических методов исследования ЦНХТ ИК СО РАН 

с.н.с., к.х.н. Седанова Анна Викторовна
 тел.: (3812) 67-22-16,
e-mail: sedanova@ihcp.ru

1.4.4 Физическая химия
Исследование процессов функционализации наноглобулярных и наноструктурированных углеродных материалов кислородсодержащими группами

Углеродные материалы являются перспективными компонентами современных композиционных материалов, обладающих высокими потребительскими показателями. Особый интерес представляют наноглобулярные и наноструктурированные углеродные материалы, такие как технический углерод, сорбенты класса Сибунит.

Изменение химического состава углеродных материалов путем их функционализации кислородсодержащими группами положительно сказывается на взаимодействии материалов с дисперсионной средой (полимеры, растворители и т.п.) и значительно расширяет область их практического применения.

Газофазная окислительная функционализация, а именно, обработка кислородом воздуха, выступающего в качестве окисляющего реагента, обладает рядом преимуществ перед традиционной кислотной обработкой углеродных материалов. Во-первых, она позволяет получить относительно химически чистые материалы и проводить окисление без отходов, требующих утилизации. Во-вторых, она является более щадящей по отношению к морфологии углеродных материалов и их поверхностной целостности.

Таким образом, разработка процесса, выявление общих закономерностей газофазного окисления кислородом воздуха углеродных материалов и исследование их свойств комплексом физико-химических методов является актуальной задачей. Особое внимание в работе планируется уделить качественному и количественному определению кислородсодержащих групп в составе углеродных материалов, полученных при разных условиях обработки.

Процессы функционализации углеродных материалов планируется описывать с применением фрактального анализа, а также с привлечением методов численного моделирования: квантово-химических расчетов и методов Монте-Карло. 

Отдел материаловедения и физико-химических методов исследования ЦНХТ ИК СО РАН

г.н.с., д.ф.-м.н., профессор Прудников Павел Владимирович
тел.: (3812) 67-22-16, e-mail: prudnikp@ihcp.ru

1.4.4 Физическая химия 
Моделирование пористой структуры углеродных материалов с применением методов машинного обучения

Благодаря своим термическим, механическим и электрическим свойствам углеродные материалы широко используются в различных функциональных покрытиях.

Планируется использовать нейросетевой и генетический алгоритмы с целью прогнозирования свойств пористой структуры углеродных материалов. 

Отдел исследования катализаторов / НТК Спектральные методы
д.х.н. Каичев Василий Васильевич
тел.: (383) 32-69-456
E-mail: vvk@catalysis.ru

1.4.4 Физическая химия 
Природа активных центров на оксидных катализаторах дегидрирования пропана: Исследование методами РФЭС и ИК-Фурье спектроскопии 

Проведение исследований катализаторов на основе различных оксидов методами рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии и ИК-Фурье спектроскопии в том числе в режимах in situ/operando с целью определения природы активных центров и механизма реакции.
Финансирование: грант РНФ