Поздравление
В Научном совете по катализу
К 100-летию со дня рождения А.М.Рубинштейна (19004 - 1993)
К 70-летию ИОХ им Н.Д.Зелинского РАН
Судьба отраслевых институтов
За рубежом
Дорогой Илья Иосифович!
Редакция Каталитического бюллетеня и все члены Научного совета по катализу сердечно поздравляют Вас со славным Юбилеем - 75-летием со дня рождения!
Ваши фундаментальные работы в области координационной химии p -комплексов платиновых металлов, кинетики и механизмов гомогенно-каталитических реакций получили мировую известность и позволили создать целое научное направление - металлокомплексный катализ.
Под Вашим руководством впервые синтезированы принципиально новые координационные соединения, разработаны оригинальные способы конструирования новых каталитических систем, созданы высокоэффективные катализаторы окислительных превращений углеводородов, открыты реакции селективного окисления алкенов и алканов. Вы координируете работу большого числа российских химиков-каталитиков в области гомогенного катализа, переработки легких углеводородов, а теперь еще и в области водородной энергетики.
Ваши фундаментальные исследования промышленно важных каталитических реакций отмечены высокими российскими и международными премиями.
Ваши оригинальные научные идеи и талант организатора снискали Вам глубокое признание российской и мировой научной общественности. Представители школы российских каталитиков, созданной Вами, успешно трудятся во многих научных центрах.
От всей души желаем Вам, Илья Иосифович, удачи в научных изысканиях, исключительно талантливых учеников, новых открытий и крепкого сибирского здоровья !!!
НАУЧНЫЙ СОВЕТ ПО КАТАЛИЗУ ОХНМ РАН
ОТЧЕТ О НАУЧНО-ОРГАНИЗАЦИОННОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ в 2003 году
Под эгидой Научного совета по катализу ОХНМ РАН (НСК) и при активном участии его членов были проведены следующие конференции и совещания:
В ежеквартальных выпусках "Каталитического бюллетеня" публикуется оперативная информация о важнейших результатах фундаментальных и прикладных исследований в области катализа в России и за рубежом, сведения об источниках дополнительного финансирования НИР (гранты, федеральные программы и т.д.), дается перечень предстоящих конференций, краткие отчеты о проведенных конференциях, школах и другие материалы.
Секретариат НСК продолжает сотрудничать с Академией наук, Министерствами, институтами разных ведомств и другими организациями России, дальнего и ближнего зарубежья по различным вопросам научной, научно-организационной, учебно-преподавательской и общественной деятельности в области катализа.
Примеры важнейших результатов фундаментальных и прикладных исследований в области катализа, полученных в 2003 году членами Академии наук или возглавляемыми ими коллективами
1. Новый метод исследования подвижности и реакционной способности кислорода оксидных катализаторов
Разработан новый подход к исследованию подвижности и реакционной способности кислорода оксидных катализаторов методами изотопной кинетики. Впервые для исследования подвижности и реакционной способности кислорода ряда сложных перспективных оксидных катализаторов, со структурами флюорита и перовскита, использовано сочетание изотермических экспериментов с неизотермическими.
Характер перераспределения изотопа между газообразным дикислородом и твердым оксидом позволяет определить количество обменоспособного кислорода и оценить его подвижность. Найденные из перераспределения изотопных молекул дикислорода параметры механизма позволяют выявить атомность промежуточных частиц, природу стадий и отношение их скоростей.
Объединенный институт катализа СО РАН, Новосибирск,
академик В.Н. Пармон,
исп. к.х.н. В.С. Музыкантов
2. Новый метод синтеза наноразмерных цеолитных кристаллов на поверхности алюмооксидных носителей
Впервые разработан метод синтеза наноразмерных цеолитных кристаллов, наращенных на внешнюю поверхность алюмооксидных микросферических носителей различной полиморфной модификации.
Рентгенофазовым анализом показано образование чистых цеолитных фаз, таких как, например, ZSM-5 или Бета на поверхности носителя. Благодаря практическому отсутствию внутридиффузионных ограничений в цеолитных каналах, синтезированные системы проявляют на порядок большую активность и значительно отличающуюся селективность по сравнению с цеолитными системами, имеющими микронные размеры кристаллов, что подтверждено, в частности, испытаниями в тестовой реакции конверсии метанола в углеводороды.
Разработанный новый подход позволяет синтезировать всевозможные наноразмерные пористые кристаллические материалы на внешней поверхности носителей различной химической природы и открывает возможность создания новых композитных материалов, обладающих неизвестными свойствами Объединенный институт катализа СО РАН, Новосибирск,
академик В.Н. Пармон,
исп. д.х.н., в.н.с. Г.В. Ечевский
3. Генератор синтез-газа на борту транспортного средства
Разработана конструкция генератора синтез-газа путем конверсии углеводородного топлива в синтез-газ на борту транспортного средства. Генератор синтез-газа представляет радиальный реактор, состоящий из газораспределительной перфорированной трубы, заглушенной с одной стороны, и слоя катализатора. Слой катализатора образуется из плоских и гофрированных газопроницаемых лент катализатора, намотанных на газораспределительную трубку и спеченных с ней. Ленты расположены таким образом, что образуется пористая структура, состоящая из крупных транспортных пор - каналов (за счет гофр) и мелких пор (за счет пористости катализатора).
Разработанный генератор позволяет избежать принципиальных недостатков прямого сжигания топлива в двигателях, в частности, снизить количество вредных выбросов в отработанных газах. Предложенная концепция успешно подтверждена в результате испытаний на бензиновых и газовых двигателях внутреннего сгорания. Показано, что при добавках синтез-газа происходит снижение токсичности выбросов примерно в 20-30 раз по оксидам азота и углерода и соответствует уровню 300-400 ррм по оксидам углерода и 20-30 ррм по оксидам азота.
Объединенный институт катализа СО РАН, Новосибирск,
академик В.Н. Пармон,
исп. д.т.н. В.А. Кириллов
4. Новый метод загрузки промышленных трубчатых реакторов
Разработан и освоен в промышленности новый метод загрузки катализатора в трубчатые реакторы, который позволяет формировать плотные, однородные, устойчивые к динамическим нагрузкам слои с одинаковым гидравлическим сопротивлением в трубах диаметром 70-110 мм высотой до 14 м. Это обеспечивает увеличение срока службы катализатора и повышение качества получаемого химического продукта.
Технологическая реализация метода основана на аэродинамическом торможении свободно падающих в трубе частиц встречным потоком воздуха. Параметры тормозящего потока для каждого типа катализатора определялись методами вычислительной гидродинамики с последующей проверкой на аэродинамических стендах.
На основе метода создано автоматическое загрузочное устройство, впервые использованное для загрузки промышленного трубчатого реактора паровой конверсии природного газа на ЗАО "Метанол"
г. Томск. В реактор с ~
500 трубами диаметром 0.102 м высотой
12.7 м было загружено 53 т катализатора. Разброс гидравлического сопротивления труб находился в интервале
±
4,5% от среднего, что меньше, чем при всех ранее проводимых загрузках.
Объединенный институт катализа СО РАН, Новосибирск,
академик В.Н. Пармон,
исп. к.т.н. О.П. Кленов
5. Высокоэффективный способ получения каталитических систем полимеризации полидиенов
Разработан новый способ проведения цис- и транс-полимеризации изопрена, заключающийся в предварительном смешении компонентов реакционной смеси в трубчатом турбулентном предреакторе диффузор-конфузорного типа, установленном перед объемным аппаратом - полимеризатором, что открывает широкие возможности для модификации микрогетерогенных каталитических систем Циглера-Натта за счет гидродинамического воздействия на дисперсный состав частиц катализатора.
Это приводит к заметному улучшению молекулярных характеристик полимеров путём изменения числа типов активных центров полимеризации и их концентрации.
Институт органической химии УНЦ РАН, Уфа,
академик Ю.Б. Монаков
6. Катализ комплексами палладия новых превращений дитерпеновых алкалоидов
Показано, что катализированное комплексами палладия алкенилирование дитерпеновых алкалоидов антранилатного типа является новым общим подходом к получению перспективных кардиоактивных и психотропных веществ.
Описан первый пример применения металлокомплексного катализа в химии дитерпеновых алкалоидов для создания С-С-связи. Реакцией Меервейна, катализируемой комплексом палладия, в применении к дитерпеновым алкалоидам антранилатного типа -
N-дезацетиллапаконитину и антраноилэлатидину впервые получены производные замещенных в ароматическом кольце эфиров коричной кислоты. Гладко протекающая реакция арилирования в приложении к дитерпеновым алкалоидам открывает широкие возможности получения новой группы соединений, потенциально перспективных в качестве биологически активных агентов медицинского назначения.
Новосибирский институт органической химии им. Н.Н. Ворожцова СО РАН, Новосибирск,
академик. Г.А. Толстиков
7. Каталитические наноматериалы на основе оксидов переходных металлов и молекулярных сит
Осуществлен in-situ синтез наноразмерных фаз кобальтатов лантана с перовскитной структурой, стабилизированных в мезопористых матрицах - молекулярном сите МСМ-41 и силикагеле, а также наноразмерных фаз оксида железа, стабилизированных в микро- и мезопористых молекулярных ситах, а также силикагеле. Получены данные о химическом и фазовом составе синтезированных материалов. Проведена оценка размеров образующихся частиц оксидов. Удельная активность наночастиц перовскитов в мезопористой матрице на два порядка выше, чем массивного материала, что позволяет с высокой селективностью проводить парциальное окисление метанола. Выявлена роль структурного кислорода перовскитов в реакциях парциального и полного окисления органических веществ.
Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова,
химический факультет, Москва,
академик В.В. Лунин,
д.х.н., проф. Б.В. Романовский
8.Механизмы превращения н-алканов на цеолитах
С помощью спектроскопии ЯМР ВМУ in situ изучены начальные стадии превращения н-гексана и пропана на кислотных и модифицированных цинком цеолитах типа ZSM-5. Обнаружено, что в случае кислотной формы основными первичными реакциями является перемещение углеродной метки в молекуле реагента, крекинг и изомеризация реагентов. На катализаторах, модифицированных цинком, к вышеописанным процессам прибавляется дегидрирование и гидрогенолиз за счёт образующегося водорода.
На основании полученных данных предложены основные стадии превращения н-гексана, пропана и циклогексана.
Полученные закономерности открывают возможности для разработки новых перспективных катализаторов переработки углеводородного сырья.
Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова, химический факультет, Москва,
академик В.В. Лунин,
д.х.н. И.И. Иванова
9. Структурно-организованные каталитические системы на основе однофазных содержащих фосфор оксидов титана
Синтезированы структурно-организованные каталитические системы на основе содержащих фосфор однофазных оксидов титана. В ходе приготовления образцов применялись золь-гель технологии. С использованием набора физико-химических методов: РФА, ЯМР 31Р, EXAFS, XANES, ИКС и др. показан нанокластерный характер образующихся кристаллов, имеющих размер 6-11 нм и однородное распределение пор диаметром ~ 1 нм. Методом температурно-программированной десорбции аммиака на поверхности модифицированных оксидов титана обнаружены кислотные центры с энергией активации десорбции молекул NН3 ³
130 кДж/моль. Установлено, что полученные системы проявляют высокую активность и селективность в реакции конденсации диолов с алкиленоксидами. Так, при взаимодействии этиленгликоля с этиленоксидом селективнсть по диэтиленгликолю составила 86-88 %.
Работа проведена совместно с Институтом нефтехимического синтеза им. А.В. Топчиева РАН
и РХТУ им. Д.И. Менделеева.
Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова, химический факультет, Москва,
академик В.В. Лунин,
к.х.н. Л.Е. Китаев
10. Носители и катализаторы блочной сотовой структуры
Продолжена работа по синтезу и исследованию носителей, катализаторов и фильтров с регулярной структурой. Методом пластического формования получены блочные и гранулярные носители с однородной бипористой структурой на основе микросферических алюмооксидных и цеолитных частиц размером 60-100 мкм. Регулярная макропористая структура блочных носителей из сферических частиц обеспечивает в 3-4 раза более высокую газопроницаемость стенок формованного носителя по сравнению с обычно используемыми частицами неоднородной формы такого же размера. Носители могут быть использованы для получения эффективных катализаторов блочной сотовой структуры и "стенкопроницаемых" дизельных фильтров.
Московский государственный университет им. М.В. .Ломоносова, химический факультет, Москва,
академик В.В. Лунин,
к.х.н. А.Ю. Логинов
11. Разработка катализаторов трансалкилирования конденсированных ароматических углеводородов
Предложен новый способ получения b,b`-диизопропилнафталинов, основанный на каталитическом трансалкилировании нафталина и диизопропилбензола в потоке на деалюминированных цеолитах, имеющих в структуре 12-членные кислородные кольца и диаметр входных окон в каналы цеолита от 5,6 до 7,7 Å и обеспечивающий конверсию нафталина до 80 % c селективностью по диизопропилнафталинам до 60 %, среди которых b,b`-диизопропилнафталины составляют 90-95 %. В настоящее время рост спроса на полиэтиленнафталат, полибутиленнафталат, обладающие высокой термической, механической и химической стабильностью, и увеличение потребностей в жидких кристаллах обуславливают необходимость расширения объёмов производства b,b`-диалкилнафталинов, наиболее важным из которых является 2,6-изомер, являющийся исходным веществом в производстве этих продуктов.
Московский государственный университет им. М.В. .Ломоносова, химический факультет, Москва,
академик В.В. Лунин,
д.х.н., проф. И.И. Иванова
Председатель Научного
совета по катализу,
академик
12 мая 2004 г. исполнится 100 лет со дня рождения проф., докт. хим. наук Александра Моисеевича Рубинштейна - ведущего ученого в области гетерогенного катализа, вся творческая деятельность которого непрерывно связана с Институтом органической химии Академии наук СССР (ныне ИОХ им. Н.Д. Зелинского РАН), где он проработал с момента его образования (1934 г.) по 1993 г., в том числе зав. лабораторией (1954-1986 гг.) и зам. директора по научной работе (1946-1948 и 1957-1967 гг.).
А.М. Рубинштейн родился 12 мая
1904 г. в семье известного психолога, приват-доцента Московского университета М.М. Рубинштейна. После окончания в 1927 г. химического отделения физико-математического факультета МГУ он был зачислен аспирантом на кафедру органической химии, которой руководил Н.Д. Зелинский. В 1931 г. совместно с А.А. Баландиным он организовал при этой кафедре первую в мире учебную лабораторию (и специальность) по органическому катализу. В 1940 г. А.М. Рубинштейн защитил докторскую диссертацию, которая была первым в СССР исследованием, посвященным установлению связи между структурой катализаторов и их активностью в органических реакциях. Полученные им зависимости селективности катализаторов от параметров кристаллической решетки оксидов в превращении спиртов послужили ярким подтверждением принципа структурного соответствия мультиплетной теории А.А. Баландина. В 1954 г. Александр Моисеевич организовал в ИОХ первую отечественную лабораторию исследования катализаторов, сыгравшую огромную роль в развитии работ по созданию катализаторов и гетерогенному катализу. В лаборатории А.М. Рубинштейна проводились систематические работы по комплексному изучению структуры и физических свойств гетерогенных систем, особое внимание уделялось разработке новых катализаторов в тесном контакте со специалистами отраслевых институтов. Александр Моисеевич одним из первых оценил важность комплексного подхода к изучению структуры и ее роли в формировании активных центров катализаторов. Использовались электронно-микроскопические, адсорбционные, магнитные,
ИК- и ЭПР-спектроскопические, а также микрокалориметрические методы исследования катализаторов, проводились работы по определению электропроводности.
За цикл работ по комплексному исследованию структуры катализаторов в 1952 г. Президиум АН СССР присудил А.М. Рубинштейну премию им. Д.И. Менделеева, а за работы в области изучения механизма каталитической кетонизации карбоновых кислот и разработку практически пригодных методов синтеза труднодоступных кетонов в 1969 г. он со своим учеником В.И. Якерсоном получили премию им. Н.Д. Зелинского. Под руководством Александра Моисеевича более 30 сотрудников и аспирантов защитили кандидатские диссертации и 5 его учеников стали докторами химических наук.
Наряду с фундаментальными работами А.М. Рубинштейн с сотрудниками одновременно решали и прикладные задачи катализа. Результатами их исследований явились разработанные и внедренные в промышленность (совместно с Новомосковским филиалом ГИАП) новые эффективные металлооксидные катализаторы, приготовленные на основе цементов по безотходной технологии.
А.М. Рубинштейн внес огромный вклад в создание фонда передовой фундаментальной литературы по катализу. Благодаря ему на русском языке появились книги П. Сабатье "Катализ в органической химии", Е.К. Райдила, Х.С. Тейлора "Катализ в теории и практике", Х. Брюкера "Каталитические реакции в химико-органической промышленности", Г.М. Шваба "Катализ с точки зрения химической кинетики". Александр Моисеевич был инициатором и научным редактором этих изданий, составивших основной фонд литературы по катализу у нас в стране. В 1948-1973 гг. он был редактором и автором предисловий русского перевода I-XVI томов замечательного международного издания "Advances in catalysis and related subjects". Активное сотрудничество с издательством "Мир" продолжалось до последних лет его жизни и привело к появлению на русском языке многих уникальных переводных изданий.
Александр Моисеевич - автор книги "Институт органической химии имени Н.Д. Зелинского: Исторический очерк" (М.: Наука, 1995), которой он отдал 10 лет своей жизни. В ней описаны наиболее важные события в жизни института, основные направления исследований, изложены труды сотрудников ИОХ; в Приложении он привел данные о своей научной, педагогической и литературной деятельности. А.М. Рубинштейн имеет более 400 научных публикаций и авторских свидетельств.
При его активном участии в 1968 г. в Москве был организован и проведен IV Международный конгресс по катализу.
А.М. Рубинштейн, обладая высокой эрудицией и организаторскими способностями, пользовался исключительным уважением в коллективе. Для него были в высшей степени характерны такие человеческие качества, как интеллигентность, принципиальность, доброжелательность и огромная работоспособность. Отмечая
70-летний юбилей со дня основания ИОХ, коллеги и непосредственные сотрудники лаборатории Рубинштейна помнят о своих выдающихся ученых, к которым с полным основанием относится Александр Моисеевич Рубинштейн и которые создавали Институту мировую известность и славу.
Коллеги и ученики
"Раскрытие тайн катализа произведет переворот в материальной культуре человечества"
А.А. Баландин
Институт органической химии им. Н.Д. Зелинского РАН - один из крупнейших центров фундаментальных исследований в области органической химии, катализа и химии природных и биологически активных соединений, широко известный в нашей стране и во всем мире. ИОХ был создан в системе Академии наук СССР по Постановлению Президиума АН СССР от 23 февраля 1934. Фактически организация Института произошла на базе объединения Лаборатории органического катализа (Н.Д. Зелинский), Лаборатории органического синтеза (А.Е. Фаворский) и Группы пирогенных процессов (А.Д. Петров). О создании, структуре и развитии научных направлений в ИОХе до 50-х годов подробно изложено в книге А.М. Рубинштейна "Институт органической химии имени Н.Д. Зелинского" (М.;"Наука" 1995) и в буклете, выпущенном к юбилею Института (1934-1984 гг.) под тем же названием (отв. редактор Э.П. Серебряков; М. Изд-во "Наука" 1983).
Директорами ИОХ последовательно были академики:
А.Е. Фаворский (1934-1939 гг.), А.Н. Несмеянов (1939-1954 гг.), Б.А. Казанский (1954-1966 гг.), Н.К. Кочетков (1966-1988 гг.).
В 1988 г. в связи с объявлением ООТХ АН СССР конкурсом на замещение должности директора ИОХа впервые состоялись выборы директора. На этот пост был избран сотрудник ИОХа член-корреспондент АН СССР В.А. Тартаковский (академик с 1992 г.). В 2003 г. коллективом Института директором был избран член-корреспондент РАН В.П. Егоров.
Основоположником работ по органическому катализу в СССР был академик Н.Д. Зелинский - автор классических работ по химии нефти, жирных кислот и белка, создатель первого русского противогаза (1916 г.). Жизнь и деятельность Н.Д. Зелинского освещена в очерке С.С. Наметкина, Б.А. Казанского и А.М. Рубинштейна, открывающем четырехтомное Собрание трудов Н.Д. Зелинского (М.; Изд-во АН СССР, 1954-1960). Имя Н.Д. Зелинского присвоено Институту органической химии в 1953 г.
В 1934г. Н.Д. Зелинский возглавлял один из крупнейших отделов Института. В его отделе в 1938 году была выделена Спецгруппа органического катализа (зав. Н.И. Шуйкин), разрабатывавшая методы каталитического облагораживания бензинов и синтеза ароматических углеводородов дегидрированием бензиновых фракций, и Группа синтетического каучука (СК) - создание каталитического способа получения мономеров для синтеза каучука, в состав которой входили О.К. Богданова и А.П. Щеглова.
Из учеников школы Н.Д. Зелинского в середине 1939 года была организована Лаборатория органического катализа (ЛОК) во главе с Б.А. Казанским, которая стала по числу сотрудников самой большой в Институте. Когда в 1939 году из ссылки в Москву возвратился А.А. Баландин, из ЛОК было организовано две достаточно крупные лаборатории, которые возглавляли Б.А. Казанский - Лаборатория каталитического синтеза (ЛКС) и А.А. Баландин - Лаборатория кинетики контактных органических реакций (ЛККОР), в которую вошла и Группа СК О.К. Богдановой.
В ИОХе в области гетерогенного органического катализа работали выдающиеся ученые старшего поколения - гордость не только нашего института, но и всей отечественной органической химии: академик Н.Д. Зелинский (1861-1953), академик Б.А. Казанский (1891-1973), член-корр. А.Д. Петров (1895-1964), О.К. Богданова (1896-1982), академик А.А. Баландин (1898-1967), член-корр. АН СССР Н.И. Шуйкин (1898-1968), Л.Х. Фрейдлин (1903-1993), А.М. Рубинштейн (1904-1993), Я.Т. Эйдус (1907-1975), академик Х.М. Миначев (1908-2002), член-корр. АН СССР С.С. Новиков (1909-1979).
В работах академика Н.Д. Зелинского и его учеников были заложены фундаментальные научные направления развития органического катализа. В Институте были созданы свои научные школы, оригинальные каталитические системы, открыты новые реакции и процессы, используемые во многих химических производствах, которые прославили сотрудников института в нашей стране и за рубежом.
К основным достижениям сотрудников ИОХа, связанным с промышленным катализом, можно отнести следующее: в Лаборатории органического катализа (ЛОК) под руководством член-корр. Николая Ивановича Шуйкина и его сотрудников (Х.М. Миначев, С.С. Новиков, Н.Ф. Кононов, Е.Д. Тулупова, И.Л. Гаранин и др.) широко изучалась открытая Н.Д. Зелинским реакция гладкой низкотемпературной ароматизации, представляющая большой интерес как в теоретическом плане, так и с точки зрения возможностей использования ее для промышленного получения ароматических углеводородов из бензинов прямой гонки многих нефтяных месторождений. Ароматические углеводороды являются ценным сырьем для ряда отраслей промышленности: оборонной, анилинокрасочной, химической, фармацевтической и др. В 1936 г. на разработанном активном катализаторе дегидрогенизации (20 % Pt на угле) на укрупненной установке нефтеперерабатывающего завода (Краснодар) был внедрен метод получения толуола из Майкопского бензина. В период Великой Отечественной войны разработанный способ получения толуола из нефти, а также "супербензина" для авиации был внедрен на ряде химических заводов страны (Н.Д. Зелинский, Н.И. Шуйкин, С.С.Новиков, Х.М. Миначев, Н.Ф. Кононов). Н.И. Шуйкин был основоположником создания катализаторов облагораживания бензинов и получения высокооктановых топлив под давлением водорода на низкопроцентных нанесенных платиновых и палладиевых системах. Были показаны высокая активность и стабильность 0,5 %-ного алюмоплатинового катализатора в ароматизации бензиновой фракции Ильско-Хадыженской нефти на нефтехимическом заводе (Краснодар). В 1951-1952 гг. на этом заводе были внедрены катализаторы риформинга для получения высокооктановых топлив (Н.Д. Зелинский, Н.И. Шуйкин, Х.М. Миначев, А.М. Рубинштейн, Н.Ф. Кононов). Разработанный в 60-е годы эффективный алюмопалладийсульфидный катализатор, содержащий 0,5 % Pd (Н.И. Шуйкин, Х.М. Миначев, М.А. Ряшенцева), под маркой МА-15 (ТУ 38 10249-79) былвнедрен на нефтехимических заводах бывшего СССР для гидрогенизационного облагораживания жидких продуктов пиролиза (по технологии, разработанной Институтом горючих ископаемых, Москва).
Академик Борис Александрович Казанский с сотрудниками ЛКС (А.Ф. Платэ, А.Л. Либерман, М.И. Розенгарт, Я.Т. Эйдус, М.Ю. Лукина, С.Р. Сергиенко, О.Д. Стерлигов, О.В. Брагин и др.) внесли большой вклад в развитие классических работ по нефтехимии и органическому катализу. Б.А. Казанский уже в 1935 г. проводил исследования в области катализа и химии углеводородов, а также по детальному изучению легких погонов нефтей различных месторождений и разработке метода анализа нефтей и тонких методов их фракционирования. В 1936 г. Б.А. Казанским и А.Ф. Плате была открыта реакция ароматизации (С6 –дегидроциклизация) парафиновых углеводородов на платинированном угле, которая легла в основу способов производства ароматических углеводородов из нефтяного сырья. Сегодня эти способы получили распространение во всем мире. В 1962 г. был внедрен в производство новый промышленный метод получения фармакопейного циклопропана для анестезирующих композиций (М.Ю. Лукина, Б.А. Казанский).
Член-корр. Александр Дмитриевич Петров с сотрудниками (А.П. Мещеряков, Л.И. Анцус, А.В. Воронова, Е.Д. Каплан) осуществили промышленный выпуск высокооктанового топлива (трет-бутилбензола) превращением бутиленовой фракции пирогаза в присутствии хлорида алюминия на заводах Казани и Уфы (1941-1942 гг.).
Академик Алексей Александрович Баландин в 1929 г. сформулировал основные положения мультиплетной теории катализа - важного этапа развития каталитической химии. А.А. Баландин впервые предсказал каталитическую активность в дегидрогенизации циклогексана ряда металлов, которые никогда не применялись для этой цели. Среди учеников и сотрудников А.А. Баландина - видные специалисты в области катализа: А.М. Рубинштейн, Л.Х. Фрейдлин, О.К. Богданова, В.Э. Вассерберг,Г.В. Исагулянц, С.Л. Киперман, Е.И. Клабуновский, В.В. Патрикеев, А.А.Толстопятова, М.Л. Хидекель, Е.И. Карпейская, Д.П. Беломестных, И.Д. Коненко, А.А. Ферапонтов и др., которые внесли большой вклад в разработку принципа структурного и энергетического соответствия мультиплетной теории катализа. В исследованиях ими широко использовались кинетические измерения и методы меченых атомов, адсорбционный, оптический, термохимический и рентгеноструктурный. Во многих случаях изучение научных основ подбора катализаторов проводилось на объектах практически важных реакций. В 1938 г. Л.Х. Фрейдлин, будучи докторантом А.А. Баландина, разработал каталитический синтез щавелевой кислоты и других оксалатов из формиата натрия на катализаторе амид натрия, реализованный на Химико-фармацефтическом заводе им. Л.Я. Карпова (Москва). Он также разработал "антрахиноновый метод" каталитического производства перекиси водорода, внедренный в практику совместно с работниками одного из предприятий (ныне ГНИХТЭОС). В 1940 г. А.А. Баландин, Н.Д. Зелинский, О.К. Богданова и А.П. Щеглова усовершенствовали процесс получения 1,3-бутадиена (выход 28 % на пропущ. и 80,4 % на разл.) без образования побочных продуктов и закоксовывания. Был разработан новый метод получения 1.3-бутадиена на хромоксидных катализаторах из нефтяного сырья, который был внедрен в промышленность на заводах СК в Стерлитамаке и Сумгаите (О.К. Богданова, А.П. Щеглова; 1946-1952 гг.). О.К. Богдановой и Д.П. Беломестных разработан способ получения стирола и его гомологов окислительным дегидрированием алкилбензола над многокомпонентным хромсодержащим оксидным катализатором, который превосходил все известные промышленные катализаторы дегидрирования этилбензола (1974-1981 гг.). Г.М. Марукян и И.И. Брусов создали и внедрили на ряде промышленных предприятий высокоэффективный катализатор дегидрирования этилбензола в стирол (1960-1965 гг.). Выход стирола составлял 43-52 вес % на пропущ. и 88-91,8 % на разл. этилбензол. В 1966 г. на Сумгаитском заводе СК было приготовлено 10 тонн этого катализатора, а в 1968 г. там же катализатор прошел опытно-промышленное испытание. Процесс получения дивинилбензолов из диэтилбензолов был внедрен на ряде промышленных предприятий СК. Мономеры также получали методом рудоконтактной газификации - пиролизом тяжелых нефтяных остатков на бедных окисленных рудах в качестве катализаторов (1958 г.). В результате получали непредельные и ароматические углеводороды с одновременным восстановлением и сульфидизацией окисленных руд продуктами разложения тяжелых нефтяных остатков. Это позволяло отделять затем соединения тяжелых металлов флотацией от пустой породы. Наилучший результат получен с молибденовой рудой; выход ароматических соединений составлет 25,65 %, а из отработанной руды извлекается до 90 % молибдена. Метод прошел опытно-промышленное испытание на установке производительностью 1 тонна в сутки (В.В. Патрикеев, А.А. Баландин, К.И. Орлова, Н.А. Бутков, С.И. Митрофанов совместно с ВНИИНП и ГИНЦВЕТ). В.В. Патрикеевым был разработан оригинальный метод с применением люминофоров для меченых песков, позволяющий следить за движением береговых наносов. Им также предложен ряд льдообразующих реагентов (заменители иодистого серебра) на основе ацетилацетонатов для активного воздействия на облака. Он создал антикоррозионную пасту "Целлогель" на основе сформованного силикагеля, которая была широко применена для очистки и сохранения корпусов и днищ автомобильного и судоходного транспорта. В 1979 году был разработан эффектиный скелетный рутениевый катализатор гидрирования с целью получения производного дициклогексиламинометана - отвердитель для эпоксидных смол (А.А. Веденяпин, Е.И. Клабуновский), который прошел опытную проверку на Редкинском заводе (Е.И. Клабуновский, Ю.И. Соловьев, А.А.Баландин. Очерки, воспоминания, материалы. М."Наука, 1995).
В 1936 году впервые в СССР были начаты систематические рентгеноструктурные исследования гетерогенных катализаторов, которые выявили закономерности влияния фазового состава, дисперсности и распределения компонентов катализатора, а также деформации кристаллической решетки на каталитические свойства никелевых и платиновых контактов (А.М. Рубинштейн). Ближайшим практическим результатом рентгенографических исследований явилось создание платино-угольного катализатора, устойчивого к отравлению сернистыми соединениями в условиях дегидрогенизации нафтенов по методу Зелинского-Шуйкина.
Была показана роль выбора носителя и был создан алюмоплатиновый катализатор, содержащий 0,5 % Pt, успешно внедренный в промышленность (Н.И. Шуйкин, Х.М. Миначев, А.М. Рубинштейн; 1951-1954 гг.).
Александр Моисеевич Рубинштейн в 1954 г. возглавил Лабораторию исследования катализаторов, в которую вошли: М.И. Дашевский, В.М. Акимов, Н.А. Прибыткова, К.И. Словецкая, Л.Л. Клячко-Гурвич, В.И. Якерсон, А.А. Дулов, А.А. Слинкин, Т.Р. Бруева и др. В лаборатории изучалась взаимосвязь структуры гетерогенных катализаторов (оксидных, металлоксидных и др. систем) с их каталитической активностью и селективностью. В 60-70-е годы разработана теория и методология ИК-спектроскопического изучения активных центров катализаторов и образующихся на них поверхностных соединений (А.М. Рубинштейн, В.И. Якерсон, Л.И. Лафер) и применен физико-химический метод термодесорбции. (А.М. Рубинштейн, В.И. Якерсон, В.В. Розанов). Разработан оригинальный метод определения поверхностных фаз в дисперсных системах, основанный на зондировании поверхностных слоев постоянным током - метод термовакуумных кривых электропроводности - ТВЭ-кривых (А.А. Дулов и Л.А. Абрамова). Метод позволил эффективно контролировать фазово-структурное состояние поверхности многих сложных каталитических систем и усовершенствовать способы приготовления промышленных катализаторов для сероочистки природного и технологических газов и для низкотемпературной конверсии СО. Создан катализатор диссоциации аммиака серии КДА на основе цементов для контроля атмосферы и восстановительной среды (содержание остаточного аммиака не более 0,05-0,1 % при объемных скоростях по аммиаку 500-2000 час-1 и более) (В.И. Якерсон совместно с Е.З. Голосманом из Новомосковского филиала ГИАП ММУ СССР). Организовано производство катализатора серии КДА на Опытном заводе Новомосковского филиала ГИАП ММУ СССР. Катализаторы успешно эксплуатируются на станциях получения восстановительных атмосфер, в установках получения восстановительных средств, в процессах пуска на агрегатах синтеза аммиака (Новолипецкий металлургический завод, Северский трубный завод, Придонский химический завод, Одесский припортовый завод, Симферопольский НПО "Пневматика", Рязанский завод счетно-аналитических машин, Симферопольский завод продовольственного машиностроения, Львовский ПО "Ювелирпром", Гомельский завод измерительных приборов - более 100 заводов и организаций). В 1970-1971 гг. на Магнитогорском и Новолипецком металлургическом комбинатах внедрены разработанные А.М. Рубинштейном и В.Я. Якерсоном никелевые катализаторы КДА получения защитных атмосфер для порошковой металлургии и выплавки спецсталей. Разработан малосточный способ получения никельалюмокальциевых катализаторов типа НКМ-4, НКМ-4А и НКМ-2В для процесса метанирования (тонкая очистка газов СО + Н2 = СН4 ) на катализаторном производстве Новомосковского Института азотной промышленности (А.М. Рубинштейн, В.И. Якерсон совместно с Е.З. Голосманом, В.Н. Ефремовым, А.Н. Греченко). Катализатор используют в 11 метанаторах больших агрегатов синтеза аммиака на Новомосковском, Ровенском, Тольяттинском, Кирово-Чепецком и других заводах ПО "Азот". Наработка катализатора велась на опытном заводе Новомосковского филиала ГИАП ММУ СССР. Разработанные катализаторы обладают высокой активностью, термостабильностью и длительным сроком службы (более 15 лет). В 1980-1981 гг. на Черкасском и Ровенском заводах ПО "Азот" внедрены никелевые катализаторы очистки синтез-газа (для агрегатов аммиака) от примесей CO и CO2 (А.М. Рубинштейн, В.И. Якерсон). Новый никель-медный катализатор гидрирования ненасыщенных растительных жиров внедрен в пищевую промышленность на 18 заводах страны в 1980-1981 гг. (А.А. Слинкин, А.М. Рубинштейн совместно с ВНИИЖ). Разработан также медьникелевый катализатор марки НКО-2-1, НКО-2-2 и НКО-2-3 для очистки технологических газов от кислорода (содержание О2 до 5 %, после очистки до 0,0005 %). (В.И. Якерсон, А.А. Дулов совместно с В.Н. Ефремовым, Е.З. Голосманом, Новомосковский филиал ГИАП ММУ СССР и В.И. Файнштейном, Институт Криогенмаш (Балашиха). Для глубокой очистки водорода, инертных газов и углеводородов от кислорода и кислородсодержащих газов от горючих примесей разработан хромсиликатный катализатор (степень очистки 10-6--10-7 об % (К.И. Словецкая, А.М. Рубинштейн). Производство катализатора освоено на Редкинском химическом заводе (А.М. Рубинштейн, К.И. Словецкая, Л.А. Новикова, Э.Г. Алешин, С.С. Горященко) - в 1978-1981 гг. Способы очистки газов от углеводородов и кислорода внедрены на крупных предприятиях Минчермета СССР: завод им. Ильича (Мариуполь), металлургические заводы в Липецке, Енакиеве, Орске. Очистка применена также в авиационной промышленности: АОО "ВИЛС" (Всесоюзный Институт легких сплавов (Москва), УКРНИИСПЕЦСТАЛЬ (Запорожье) и в химической промышленности: Балашинский кислородный завод для получения поверочных газов, Минский кислородный завод и Харьковский кислородный завод.
Большой вклад в создание технологических процессов для получения практически важных соединений, разработанных в каталитических лабораториях ИОХа, внесли сотрудники технологической лаборатории: Н.Ф. Кононов, Л.А. Новикова, Е.С. Мортиков, Ю.Б. Волькенштейн и др. (Лаборатория была создана в 1961 г. и возглавлялась Н.Ф. Кононовым до 1979 г., а в 1980-1989 гг. - С.З. Тайц).
Академик Хабиб Миначевич Миначев в 1963 г. возглавил Лабораторию катализа на редких и рассеянных элементах (М.А. Ряшенцева, Д.А. Кондратьев, Ю.С. Ходаков, Г.И. Антошин, В.И. Гаранин, Я.И. Исаков, Р.В. Дмитриев и др). Работы Х.М. Миначева и сотрудников получили широкую известность в СССР и за рубежом и превратили ИОХ в один из ведущих центров изучения цеолитных катализаторов. Применение полифункциональных цеолитных катализаторов положено в основу методов одностадийного синтеза большого числа практически важных веществ, являющихся компонентами высококачественных топлив и смазочных масел, мономерами для получения каучуков и пластмасс, ценными реактивами и т.д. (Х.М. Миначев, В.И. Гаранин, Я.И. Исаков, Е.С. Мортиков, В.В. Харламов, А.Л. Лапидус, О.М. Нефедов, Н.Ф. Кононов, С.З. Тайц). Важное значение для практики приобрел разработанный способ синтеза цеолита Y, внедренный в 1968 г. на Салаватском нефтехимическом комбинате (Х.М. Миначев, В.И. Гаранин, Л.И. Пигузова совместно с ВНИИНП). Применение комплекса физических и физико-химических методов (ИК-спектроскопия, изотопного 1Н-2Н- и 16О- 18О - обмена, термогравиметрии и метода РФЭС) позволило получить обширную, в ряде случаев уникальную информацию о строении и свойствах цеолитов различных типов, о связи их каталитической активности с кристаллической структурой. Особенно ценным при изучении цеолитных катализаторов оказался метод РФЭС, с помощью которого установлена зависимость поверхностного состава цеолитов, валентного состояния переходных элементов и характера их взаимодействия с каркасом от кристаллической структуры цеолита, от природы катионов и способа их внедрения в цеолит (Х.М. Миначев, Г.В. Антошин, Е.С. Шпиро, О.П. Ткаченко). На основании полученной информации даны рекомендации для приготовления перспективных цеолитных катализаторов очистки выхлопных газов автотранспорта, олигомеризации и ароматизации олефинов, диспропорционирования углеводородов и других важных процессов. Созданные цеолитные катализаторы имеют широкий спектр применения в нефтехимической промышленности. На их основе разработаны процессы: изомеризации деароматизированных фракций платформинга с целью получения высокооктановых бензинов; алкилирование ароматических и парафиновых углеводородов олефинами; диспропорционирование толуола и ксилолов; изомеризация н-пентана и гидроизомеризация пиперилена в изобутан-сырье для производства изопрена; алкилирование изобутана н-бутиленами с целью получения высокооктанового бензина-алкилата. Разработан и с 1976 г. внедрен в ПО "Салаватнефтеоргсинтез" каталитический способ получения аллилацетата окислительным ацетоксилировани ем пропилена (Х.М. Миначев, О.М. Нефедов, В.В. Харламов и др.). Новым направлением в развитии органического катализа явились работы по изучению свойств высококремнистых цеолитов (Х.М. Миначев, Д.А. Кондратьев, А.А. Дергачев, Т.Н. Бондаренко, И.В. Мишин). В 60-годы важным вкладом в теорию и практику развития органического катализа явились исследования в области создания полиметаллических нанесенных катализаторов, содержащих редкие и рассеянные элементы, оксиды редкоземельных элементов, а также всестороннее развитие химии рения (М.А. Ряшенцева). Были созданы биметаллические палладийрениевые нанесенные катализаторы, оказавшиеся весьма эффективными в превращениях С6 -углеводородов и бензиновых фракций (М.А. Ряшенцева, Х.М. Миначев). В 70-е годы биметаллические ренийсодержащие катализаторы легли в основу промышленного процесса риформинга - получения высокооктанового бензина в СССР и в других странах. Для синтеза тиофена взаимодействием С4-С5-углеводородов с сероводородом - реакция гетероциклизации - был разработан эффективный алюмохромокалиевыйвый катализатор, содержащий РЗЭ (М.А. Ряшенцева, Х.М. Миначев, Ю.А. Афанасьева). Опытно-промышленная партия этого модифицированного катализатора прошла успешное испытание в процессе получения 2-метилтиофена взаимодействием пиперилена с сероводородом. (М.А. Ряшенцева, Х.М. Миначев, Е.П. Беланова совместно с НИИМСК, Ярославль и опытным заводом НИИНефтехим, Уфа). С работой научной школы академика Х.М. Миначева можно ознакомиться в журнале "Катализ в промышленности" 2003, N3.
Большое теоретическое и практическое значение имеют работы по вовлечению в органический синтез оксида углерода - важного продукта многих химических процессов. В 50-е годы благодаря разработкам Н.Д. Зелинского, Б.А. Казанского и Я.Т. Эйдуса (с сотрудниками К.В. Пузицким, Н.И. Ершовым) был освоен промышленный процесс синтеза углеводородов из СО и водорода над отечественным кобальтдиатомитовым катализатором. В 1967 г. Б.А. Казанский, Я.Т. Эйдус и А.Л. Лапидус совместно с работниками Новочеркасского завода синтетических продуктов создали оригинальный Со/MgO-кизельгуровый катализатор синтеза углеводородов взамен дефицитного и опасного ториевого катализатора.
В 1977 г. были внедрены в промышленность разработанные Со-Zr-Ti катализаторы для синтеза высокомолекулярных парафинов, так называемых синтетических церезинов (Я.Т. Эйдус, А.Л. Лапидус). В 80-х годах был внедрен в промышленность новый модифицированный родиевый катализатор для получения уксусной кислоты из метанола и монооксида углерода (А.Л. Лапидус, С.Д. Пирожков совместно с Северодонецким производственным объединением "Азот"). А.Л. Лапидусом и Х.М. Миначевым совместно с работниками Новочеркассого завода разработан и внедрен Со-цеолитный катализатор, обладающий высокой активностью, селективностью, приводящий к повышению содержания разветвленных изопарафинов и октановой характеристики получаемого бензина. Еще более высокой селективностью обладают новые кобальт-алюмосиликатные катализаторы синтеза церезинов, внедренные в производство в 1981 г. (А.Л. Лапидус, Я.И. Исаков, Х.М. Миначев). Катализаторы Co-MgO-талюм, Co-MgO-галюмин успешно прошли испытания на Новочеркасском заводе синтетических продуктов и были рекомендованы к внедрению в производство (А.Л. Лапидус совместно с Е.З. Голосманом - Новомосковский филиал ГИАП (сейчас НИАП). В Бориславском филиале ГОСНИИХлорпроект (Украина) проведены длительные испытания процесса синтеза жидких углеводородов, инициированных ацетиленом (1-8 %) с использованием кобальтового катализатора.
В Лаборатории спектроскопического исследования механизма катализа получили развитие пионерские исследования академика Владимира Борисовича Казанского с сотрудниками В.Д. Швецом, В.Ю. Боровковым, Б.Н. Шелимовым, Г.М. Жидомировым, И.Д. Михейкиным и др. по изучению структуры оксидных катализаторов методами спектроскопии ЭПР, отражательной УФ-спектроскопии в диффузно-рассеянном свете. Для изучения поверхностных соединений был предложен новый способ ИК-спектроскопии в диффузно-рассеянном свете, в 30-50 раз более чувствительный, чем обычная методика. Разработаны новые нетрадиционные методы активации оксидных катализаторов с помощью светового и радиационного облучения и низкотемпературного фотовосстановления и раздел координационной химии - химии поверхностных соединений переходных металлов в аномально низких координационных и необычных валентных состояниях. Установлено, что низковалентные ионы служат активными центрами для многих каталитических реакций (олигимеризации олефинов, активации кислорода в реакциях окисления, изотопного обмена и т.п.). Эти явления послужили теоретическим обоснованием используемых ныне в гетерогенном катализе представлений коордиационной химии.
В 80-90-е годы проведены исследования, связанные с промышленным катализом:
В настоящее время в ИОХе к структурам органического катализа относятся: Лаборатория разработки и исследования полифунциональных катализаторов (зав. д.х.н. Л.М. Кустов), Лаборатория катализа на редких и рассеянных элементах (зав. д.х.н. Н.Я. Усачев), Лаборатория каталитических реакций окислов углерода (зав. член-корр. РАН А.Л. Лапидус), Лаборатория радиоспектроскопических и оптических методов изучения механизма гетерогенного катализа (зав. академик В.Б. Казанский), Лаборатория каталитического синтеза функциональных производных органических соединений (зав. д.х.н. Е.С. Мортиков) и исследовательские группы при дирекции: Группа каталитического синтеза (рук. д.х.н. Г.В. Исагулянц), Группа каталитического гидрирования (рук. д.х.н. В.З. Шарф), Группа жидкофазных каталитических и электрокаталитических процессов (рук. д.х.н. А.А. Веденияпин).
За последние 10 лет сотрудниками ИОХа разработаны новые катализаторы и процессы, представляющие интерес для промышленного катализа:
8. Получены новые материалы для хранения водорода с емкостью ~8 вес.% водорода, которые гораздо более эффективны, чем интерметаллиды и системы хранения водорода на основе нанотрубок (Л.М. Кустов с сотудниками);
Таким образом, в ИОХе в настоящее время проводятся как фундаментальные исследования в области органического катализа, так и работы по созданию оригинальных каталитических систем, новых реакций и процессов для промышленного катализа.
Результаты проводимых исследований широко освещены в периодической печати и отражены в патентах и сотнях изобретений. За прошедшие 70 лет сотрудниками ИОХ опубликовано более нескольких тысяч научных статей и докладов, 200 монографий и сборников трудов, 12 учебников и методических руководств, многие из которых выдержали несколько изданий и переведены на иностранные языки.
В Институте с момента его организации существует аспирантура и докторантура. Докторантура Института существовала с 1935 по 1955 гг. и была вновь открыта в 1988 г. Ее окончили ряд выдающихся ученых, в том числе академик Х.М. Миначев. Аспирантура в ИОХе является самой многочисленной среди аспирантур всех химических институтов РАН. В разное время в ней обучались в год от 20 до 80 аспирантов. В аспирантуре ИОХа обучались граждане из всех бывших союзных республик, а также аспиранты их многих стран мира: Китая, Вьетнама, Чехословакии, Венгрии, Румынии, Болгарии, Мексики, Индии, Сирии, Бангладеш и Нигерии. Всего окончили аспирантуру ИОХ более 1000 человек, некоторые из них занимали и занимают ведущее положение в науке в России и СНГ. С 1951 г. аспирантуру и докторантуру возглавляет кандидат химических наук Екатерина Павловна Каплан. В настоящее время в Институте обучаются 60 аспирантов и 2 докторанта.
За последние 10 лет каталитики ИОХ опубликовали 8 монографий, 5 человек защитили докторские диссертации (В.А. Павлов, А.А. Дулов, К.М. Гитис, А.А. Дергачев, И.В. Мишин). Лучшим аспирантам на конкурсной основе присуждаются именные стипендии: по органическому синтезу - имени А.Е. Фаворского, А.Н. Несмеянова, И.Н. Назарова, А.Д. Петрова, С.С. Новикова, Б.М. Михайлова, А.М. Моисеенкова, Я.Л. Гольдфарба; по органическому катализу - имени Н.Д. Зелинского, А.А. Баландина, Б.А. Казанского, Н.И. Шуйкина и А.М. Рубинштейна.
Таким образом, ИОХ сохраняет традиции ведущего крупнейшего центра фундаментальных исследований органического синтеза и катализа, продолжает сохранять традиции научных школ и сотрудничество ученых института со специалистами прикладного катализа и промышленности.
ЛИТЕРАТУРА
М.А. Ряшенцева
40 лет тому назад после окончания Московского химико-технологического института я был распределен в филиал государственного института азотной промышленности (НФ ГИАП) в г. Новомосковске.
40 лет работы в прикладном, отраслевом, крупнейшем в стране институте. только в бывшем Новомосковском филиале (сейчас НИАП) работало около 2000 сотрудников, а всего в системе ГИАП работали в Москве, Гродно, Кемерово, Днепродзержинске, Дзержинске, Северодонецке, Чирчике и др. городах более 12000 специалистов). Сейчас головной институт сократился с 3500 до 200. Положение нашего НИИ стабильнее, несмотря на сокращение до 700 человек, институт остается одним из самых крупных в отрасли.
Наш Новомосковский институт азотной промышленности (НИАП) участвовал в создании гигантов химии - Новомосковской АК "Азот", Щекинского, Ионавского, Россошанского, Дорогобужского и десятков др. химических комбинатов, проектировал аммиакопровод Тольятти-Одесса, строительство заводов в Болгарии, ГДР, Египте, Кубе, Индии и др., участвовал в создании крупнейших терминалов по перегрузке химических продуктов, создании производств бытовой химии, заводов по производству катализаторов. Разработки НИАП эффективно используются в химической, нефтехимической, металлургической, пищевой, электрохимической, машиностроительной и многих других отраслях промышленности России, СНГ и дальнего зарубежья.
Глубокие экономические и социальные преобразования последних 15 лет затронули все стороны жизни нашего общества. Выступая на Менделеевском съезде в Москве, теперь уже в далеком 1987 г., я высказал мысль, что переход к хозрасчету должен быть не всеобщим. По моему мнению, сначала хозрасчет внедряется в промышленность, а уж потом как минимум лет через 5-7 хозрасчет приходит и в отраслевые институты. К сожалению, на хозрасчетные отношения перевели всё и всех одновременно. Государство фактически бросило свои отраслевые институты. Отраслевые министерства исчезли, началось акционирование предприятий и организаций. Акции научных сотрудников были очень быстро проданы и сконцентрированы, как правило, в руках 1-2-3 владельцев. На этом период даже формального акционерного управления НИИ бесславно завершился.
На технологический рынок, пользуясь слабостью и неуправляемостью промышленности, ринулись инофирмы. Да, наверное, многие институты стали перед распадом СССР слишком большими и неповоротливыми и не приспособленными для меняющихся условий. Государство должно было обеспечить реструктуризацию отраслевых институтов, выделив из них структуры с частным капиталом, но сохранив какую-то часть из них в качестве проводника государственной технической политики. А главное, и акционированные, и частные, и государственные институты должны получать государственные заказы по проблемам, которые являются приоритетными, главенствующими для государства.
За рубежом, например, в США нет, подобно нашим, государственных отраслевых институтов и их функции выполняют научные фирмы при крупных частных компаниях. Такой путь, может быть, когда-нибудь, будет и у нас, но сначала надо создать такие крупные компании, холдинги, заинтересованные содержать отраслевые учреждения.
Во многих развитых странах мира высокая эффективность науки зиждется на тесном взаимодействии университетов и крупных фирм. Ранее наши отраслевые НИИ в течение многих десятков лет наряду с внедрением собственных разработок были и эффективным мостом между промышленными предприятиями и институтами Академии наук и ВУЗами.
В последние 10-12 лет многие отраслевые институты разрушены или резко сокращены.
В "Инженерной газете" были напечатаны статьи президента РИА, чл.-корр. РАН Бориса Владимировича Гусева и академика РАН Николая Павловича Лякишева. Б.В. Гусев предлагает "создать благоприятный налоговый климат для развития предприятий, при этом соблюдать условие: если при решении перспективных задач предприятие использует последние достижения науки - налоговые льготы представляются, нет науки - нет и льгот. Правительство должно решить вопрос о включении науки, инженерной деятельности в число приоритетов".
Академик Н.П. Лякишев утверждает, что многие производственники до сих пор убеждены, что все новое идет от них, от потребностей практики. А наука лишь выполняет своего рода заказ. На самом же деле все, как правило, начинается с мысли. А значит - с науки. Разрушена связь фундаментальной и отраслевой науки. Отраслевая наука почти полностью ликвидирована. Работники фундаментальной науки не очень хорошо знают промышленность, производство, отраслевики же чувствуют себя на заводах, как рыба в воде. За рубежом выгодные разработки внедряют быстро и активно. Нынешние же руководители у нас, в основном, менеджеры, финансисты, экономисты. По их мнению, если ты сегодня что-то сказал, то завтра это должно принести прибыль. Поэтому процесс освоения новых разработок - от фундаментального уровня до инженерных решений - не стал легче, чем был раньше. Неужели не ясно, что в случае полного разрушения отраслевых институтов их функции должны перейти и перейдут к ВУЗам и институтам Академии наук, и как мне представляется, неизбежно возникнет множество проблем и ослабление того, что принято называть академической наукой. Нельзя топорно ломать сложившееся разделение труда.
На состоявшемся в Москве первом съезде инженеров России президент Российской Инженерной Академии член-корреспондент РАН Б.В. Гусев отметил, что инженерный корпус России составляет около 15 млн человек. Значительная часть этого инженерного корпуса работала и в отраслевых институтах. Эти инженеры создавали крупнейшие химические комбинаты, внедряли в промышленность разработки отраслевых НИИ, Академии наук и ВУЗов.
Ранее у отраслевых институтов была возможность из средств госзаказа оплачивать ВУЗам, академическим институтам договора, сейчас всё держится на старых джентльменских отношениях.
Возьмем проблему производства катализаторов. Катализаторы, каталитические технологии являются структурообразующей основой современной химической, нефтехимической, фармацевтической и многих других отраслей промышленности - 80-90 % современных процессов используют катализаторы. А сегодня в России производится 12-15 % катализаторов от объема их выпуска десять-двенадцать лет назад. Заводы практически не оплачивают научные договора. И предпочитают платить только за готовую технологию. По-видимому, нужен другой подход. К примеру, государству нужно новое экологически чистое топливо - диметиловый эфир (ДМЭ). Дайте заказ организациям, где есть квалифицированные специалисты данного профиля, например, по разработке катализаторов (ДМЭ) - НИАПу.
Нужен госзаказ. За последние 10 лет наш НИАП и десятки др. институтов не получил от государства ни рубля и начали привлекать средства частного бизнеса. Некоторые примеры уже есть. Например, компания "Алвиго" уделяет внимание как созданию новых эффективных катализаторов, так и повышению качества традиционно выпускавшихся, созданию современной системы продаж и сервисного обслуживания, модернизации и обновлению катализаторного производства. И сегодняшние надежды НИАП при отсутствии государственной помощи связана с фирмой "Алвиго" (руководитель фирмы Полозов В.А.), которая уже начала вкладывать средства в новое оборудование для катализаторного производства НИАП, в ремонт помещений и повышение заработной платы специалистов. Поставлена задача создания холдинга, в который войдут специалисты из нескольких организаций. Важно, чтобы инвестиции этой и др. компаний, занимающихся, в частности, катализаторным бизнесом, без промедления дошли до Российских производителей катализаторов. Начало инвестиций положено, но темпы пока крайне низки. А где Российские химические, нефтехимические, металлургические, машиностроительные заводы, пользователи катализаторов? Оплачивают ли они создание новых катализаторов для своих процессов?
Уже сегодня мировые объемы продажи наукоемкой продукции оцениваются в 2 трлн. долларов в год. При этом США и Япония контролируют почти 70 % рынка, доля же России составляет менее 1 %. Ситуация весьма тревожная.
Попытки обратить внимание правительства на состояние реальных дел, на вопросы гибели отраслевых институтов России делались неоднократно на ряде совещаний, конференций, в публикациях на страницах газеты "Поиск", "Российской Инженерной газеты", в "Каталитическом бюллетене", "Химии в России" и др. изданиях.
Важно и слово общественных организаций - Российской Академии наук, Российской инженерной Академии, Химического общества им. Менделеева, ведущих ученых, слово и дело нового Министерства образования и науки. США тратят на науку в год 220-250 млрд. долларов, из которых 2/3 вносит частный капитал, в России же госбюджет на науку - 1,3 - 1,5 млрд. долларов. А пока... Заработная плата ученых РФ значительно уступает уровню промышленных рабочих. Приоритетные научные исследования в стране финансируются из бюджета в лучшем случае на 25-30 %. В Государственной Думе по-прежнему не решены вопросы защиты интеллектуальной собственности наших ученых, материальной и моральной заинтересованности специалистов.
Некоторую надежду вселяет майское интервью 2003 г. бывшего вице-премьера Бориса Алешина в газете "Известия": "Советская научная система состояла из трех звеньев: институты, конструкторские бюро и заводы, причем именно институты всегда вырабатывали идеологию. Раньше и Академия наук, и Вузы сбивались вокруг крупных проектов, и они были нацелены на единый результат. Сегодня эти связи либо нарушены, либо прерваны. Нужно искать взаимную заинтересованность этих распавшихся звеньев, чтобы восстановить интеграцию Академии наук, ВУЗов и отраслевых институтов в системе выдачи заказов со стороны государства. Они должны стать получателями этих заказов. Потребуется восстановление роли отраслевых институтов, но в другом - возможно, укрупненном виде." Речь идет, наконец, о координации действий всех подразделений науки в России, о технической политике государства через систему госзаказов, т.е. о том, чему, в частности, посвящен этот материал.
И в заключение, о многих поднятых проблемах : "Почему йоги спят на гвоздях, а не на шурупах?", - "С гвоздей легче слезать...".
Профессор, д.х.н. Е.З. Голосман
2004 Japan Prize Dr. Kenichi Honda and Dr. Akira Fujishima honoured for their photocatalysis research
Dr. Kenichi Honda (Tokyo Polytechnic University) and Dr. Akira Fujishima (Kanagawa Academy of Science and Technology) have been honoured as Laureates of the 2004 Japan Prize for their pioneering work on photochemical catalysis and its applications for the environment.
Concerning the reasons for the award the following was stated. Our society consumes a huge amount of fossil fuels to provide energy and resources for industrial and economical activities. This has caused various local environmental problems, acidification of the environment on a regional scale and finally global warming and other effects. There is also concern over the prospect that fossil fuels will eventually be exhausted. Innovation in chemistry and in chemical technology for the production of environmentally benign materials and processes, which significantly contribute to the improvement of the environment, is therefore strongly to be desired to realize the sustainable development of society.
Dr. Honda and Dr. Fujishima reported in 1971 that by irradiating a single crystal titanium dioxide (TiO2) electrode connected with a platinum black electrode, using a light of higher energy than the band-gap energy of TiO2, they were able to bring about the splitting of water into hydrogen and oxygen. This reaction is considered similar to photosynthesis, and thus the possibility of construction of artificial photosynthetic systems and the possibility of conversion of solar light into chemical energy that is, hydrogen as a clean energy have been suggested. Since that time, intensive research has been conducted on photoelectrochemistry and photochemical diodes. Most published papers by other experts have cited the 1971 paper by Dr. Honda and Dr. Fujishima. In other words, this is a milestone paper and a major watershed in studies of metal oxide catalysis, as it is affected by light activation.
While more research into chemical solar energy conversion has been carried out, it has been demonstrated that the strong oxidative power of TiO2 can be used to decompose environmental pollutants, bacteria and other substances. Dr. Fujishima elucidated the mechanism of oxidative decomposition of pollutants and bacteria under extremely low-intensity UV illumination. Furthermore, he developed methods for preparation of new photocatalytic materials such as thin film TiO2 coated glass and other supporting materials. Under illumination with solar light or using artificial lights, the TiO2 coated glass, tile, stainless steel and other materials with a self-cleaning function are being applied to windows and mirrors of automobiles, to glass covers of fluorescent lamps used for lighting traffic tunnels, to antibacterial tiles in hospitals, and to outer walls of tents and buildings.
Dr. Honda and Dr. Fujishima have provided us with a basis for reaching one of the ultimate goals of science and technology, that is, the conversion of solar energy to chemical materials and energy such as hydrogen from photosplitting of water. Furthermore, the development of the self-cleaning coatings of TiO2 on a variety of surfaces exposed to the ambient environment has been a strong driving force to produce a new industry of photocatalysts. These two scientists have made large contributions to "Chemical Technology for the Environment" for the conservation of the global environment and the sustainable development of society. Therefore, Dr. Honda and Dr. Fujishima deserve the 2004 JAPAN PRIZE.
Applied Catalysis A: General
Volume 260, Issue 1 - march 2004
Avetia, Rohm and Haas roll out catalyst technology for drugmakers
Avecia and Rohm and Haas debuted new polymer-enhanced catalyst technologies targeting drug manufacturing at the 14th Convention on Pharmaceutical Ingredients (CPhI) in Frankfurt, Germany, last month. Avecia introduced an encapsulated palladium catalyst, Pd EnCat, developed in partnership with chemistry professor Steve Ley at Cambridge University. The technology is touted as promoting higher throughput and cleaner reactions through reduced metal contamination and solvent reduction. Pd EnCat is based on encasing palladium and any required activating ligands in a polyurea microcapsule bead. Peter Jackson, Avecia's vice president for pharmaceutical products, says the firm plans to form a spin-off company to market the product and develop new catalyst technologies for pharmaceutical applications. Jackson expects the new firm to start Jan. 1, 2004. It will initially employ 20, mostly chemists and other scientists. Meanwhile, the new biopharmaceuticals unit of Rohm and Haas's resins business debuted an enzyme immobilization polymer for biocatalysis that uses oxirane chemistry. The Ambersynth resin can be used in place of ion-exchange or adsorption resins, with the advantage that the enzyme is chemically bonded to the resin bead surface, allowing better control of reactions.
Degussa raises H2O2 capacity
Degussa will expand its hydrogen peroxide unit in Barra do Raicho, in Brazil's Esplrito Santo state, by 50š% to 60,000 metric tons per year. Construction is scheduled to be completed by the second half of 2004. The multi-million-dollar unit, located close to Brazil's major pulp production areas, requires limited construction and will set the stage for future expansions. Degussa says South America will continue to play a key role in its H2O2 business because the region boasts some of the lowest pulp production costs in the world.
C & EN / November 10, 2003
