Аннотация результатов, полученных в 2017 году
НАПРАВЛЕНИЕ 1 Методом пропитки синтезированы катализаторы 1-10%NiО/Сибунит. Методом механохимической активации приготовлены высокопроцентные никелевые катализаторы 85%Ni/Al2O3 для проведения пиролиза высокомолекулярных углеводородов. Установлено, что удельная каталитическая активность 85%Ni/Al2O3 катализатора в образовании углеродных нановолокон из гексадекана в 2-3 раза превышает активность 1-10%Ni/Сибунит катализаторов. Термический крекинг гексадекана и отложение углерода на катализаторах взаимосвязанные процессы. С возрастанием интенсивностей реакций термического крекинга углеводородов скорость образования углерода растет, так как образующиеся олефины обладают повышенной коксогенностью и вносят значительный вклад в протекание процесса. Показано, что активность катализаторов в образовании углеродных наноструктур из высокомолекулярных углеводородов меняется в следующем порядке: 5%NiО/Сибунит> 5%CoО/Сибунит> 5%Fe2О3/Сибунит. Морфология изученных углеродных наноструктур зависит от природы применяемых катализаторов. Если на NiО/Сибунит или 85%Ni/Al2O3 катализаторах растут углеродные нановолокна, то на Co-Ni-Mn/MgO-Al2O3 катализаторе растут многослойные углеродные нанотрубки. Таким образом, можно ожидать, что ввод высокодисперсных металлических катализаторов в состав тяжелых нефтяных остатков во время проведения процесса замедленного коксования даст возможность влиять на формирования высокоструктурированных углеродных материалов. Это позволит получать нефтяной кокс с новыми физико-химическими свойствами. НАПРАВЛЕНИЕ 2 Синтезированы Cu-содержащие цеолитные катализаторы и проведено сравнительное исследование электронного состояния катиона меди и способности отдельных электронных состояний к образованию пероксокомплексов. Показано, что стабильные пероксокомлексы катиона меди(II) образуются в присутствии аммиака в его координационной сфере. Построены профили накопления продуктов и селективности от времени в реакции пероксидного окисления метана на медьсодержащих цеолитах. Полученные результаты позволили выдвинуть предположения о маршрутах превращения интермедиатов в реакции. Основным первичным продуктом является метилгидропероксид. Если в катализаторе без меди образование муравьиной кислоты происходит преимущественно по маршруту через формальдегид, то введение в состав катализатора меди в виде изолированных ионов приводит к смещению равновесия в сторону образования метанола. Значительное влияние на ход реакции оказывает кислотность среды, благодаря образованию устойчивых пероксокомплексов меди. Приготовлены растворимые бифункциональные катализаторы гидролиза-окисления картофельного крахмала в муравьиную кислоту на основе Mo-V-P гетерополикислот. Подобраны оптимальные условия превращения крахмала, которые составили 100-120 °С и давление воздушной смеси более 20 атм. В оптимальных условиях показано, что скорость образования, селективность и выходы целевого продукта возрастают с увеличением концентрации атомов ванадия до 80 ммоль/л, а от кислотности раствора зависит только скорость образования продукта. Максимально достигнутый выход муравьиной кислоты составил 66 % при 100 % конверсии крахмала и чистоте образовавшегося раствора муравьиной кислоты >95%. В качестве носителей катализаторов разложения муравьиной кислоты синтезированы по оригинальной авторской методике УНВ и N-УНВ с коаксиально-конической, УНТ с коаксиально-цилиндрической упаковкой графитовых слоев и N-УНТ с бамбукоподобной структурой. Показано, что структура углеродного наноматериала определяется типом диффузии компонентов (углерода или углерода и азота) через частицу катализатора роста. НАПРАВЛЕНИЕ 3 В чистую культуру выделено восемь новых штаммов микроводорослей и проведена их идентификация по последовательности гена 18S рРНК. Показано, что они относятся к видам Desmodesmus sp., Parachlorella kessleri, Micractinium sp., Chlorella sorokiniana и Chlorella sp. Для этих и коллекционных штаммов проведена оценка продуктивности (продукция биомассы, крахмала и липидов) и эффективности водоочистки. Максимальный рост на сточных водах наблюдался у штаммов C. sorokiniana IPPAS C-1 и P. kessleri IPPAS C-9. На средах, имитирующих сточные воды пищевых производств, продукция биомассы оказалась низкой для всех исследованных штаммов. Штаммы Parachlorella kessleri по результатам скрининга обладали самым высоким содержанием крахмала (20.2-28. 2%). Штамм Micractinium sp. IC-76 обладал равным содержанием крахмала и липидов. Эффективность потребления азота при культивировании на сточной воде с очистных сооружений г. Новосибирска была сравнима для всех штаммов и составила 96.4-98.2%. Потребление фосфора было различным, максимальное значение отмечено для C. sorokiniana IPPAS C-1 (94.4%), снижение ХПК было сравнимым для всех штаммов. Показано, что накоплению липидов предшествует повышение концентрации метаболитов углеводного обмена, в особенности сахарозы. НАПРАВЛЕНИЕ 4 Проведен скрининг катализаторов глубокого окисления в реакции окисления оксида углерода при 500-750 град. С. Приготовлены два лабораторных образца CuO-MgO-Cr2O3/гамма-Al2O3 катализаторов: КГО-S20 и КГО-О30. В качестве сравнительных образцов в работе использовали промышленные катализаторы ЩКЗ-1 и ИК-12-73. Показано, что активность катализаторов уменьшается в ряду: ЩКЗ-1 > КГО-S20~ КГО-О30 > ИК-12-73. Для установления корреляций между активностью и структурой, все катализаторы исследованы комплексом физико-химических методов: АЭС-ИСП (химический состав катализаторов); изотермы низкотемпературной адсорбции азота (удельная поверхность катализаторов); ЭМВР и EDX (содержание элементов в активном компоненте и на поверхности, размеры частиц); РФА (фазовый состав катализаторов); РФЭС (атомные концентрации и зарядовое состояние элементов на поверхности и в объеме гранул катализаторов). На приборе ПИГ-2А определена прочность образцов на истирание. Установлено, что в лабораторных образцах КГО-S20 и КГО-О30 активный компонент представляет собой рентгеноаморфные твердые растворы оксидов Cu, Cr и Mg в Al2O3. В катализаторе ЩКЗ-1 присутствует шпинель CuCr2O4, в катализаторе ИК-12-73 активный компонент в основном находится в виде шпинели CuxMgyCr2O4. Для катализатора КГО-S20 наблюдается наиболее равномерное распределение активного компонента по грануле. На основании проведенных исследований показано, что различия в активности обусловлены несколькими факторами – величиной удельной поверхности, равномерностью распределения АК по зерну катализатора, а также непосредственно составом и структурой АК. Полученные лабораторные образцы алюмомедномагнийхромовых катализаторов могут быть использованы для проведения процессов каталитического окисления органических веществ в условиях кипящего слоя. 1. http://www.nsc.ru/HBC/images/2017/n36/nvs_36.pdf 2. http://www.catalysis.ru/resources/science/conferences/school_2017/index.html

Аннотация результатов, полученных в 2018 году
Направление 1 Приготовлены катализаторы, содержащие металлы подгруппы железа, нанесенные на углеродные нанотрубки (УНТ). Полученные катализаторы были исследованы в процессе коксования модельных (антрацена и гексадекана) углеводородов. Методом ИК спектроскопии in situ исследована адсорбция и превращения цетана на поверхности катализатора 2%Ni/Al2O3. При 100 оС наблюдается дегидрирование цетана с образованием алкенов. При повышении температуры реакции до 300 оС происходит превращение олефинов в ароматические соединения. Свойства Ni/УНТ или Co/УНТ катализаторов изучены в образовании углеродных нановолокон (УНВ) из высокомолекулярных (гексана, ундекана и гексадекана) алканов. В интервале температур 450-600оС реакционная способность изученных углеводородов уменьшается в следующем порядке: гексан> ундекан>гексадекан. При исследовании кинетики найдено, что скорость-контролирующей стадией реакции является стадия взаимодействия молекулы парафина с поверхностью металла. Проведенные исследования показали, что варьирование нанесенных металлов подгруппы железа на УНТ существенно влияет на селективность продуктов реакции. При использовании катализаторов Ni/УНТ или Co/УНТ при температурах 400-500 °С предпочтительными продуктами процесса являются более короткие парафины, чем гексадекан. На железосодержащих катализаторах наблюдается высокая селективность (достигающей 50-55%) по ароматическим углеводородам, при 50-60% конверсии гексадекана. Процесс коксования антрацена проводили в автоклаве при температурах 300-700 °С при давлении 2-10 атм. С помощью ИК спектроскопии показано, что при температуре 450 °С начинается межмолекулярное взаимодействие двух молекул антрацена с отщеплением водорода и образованием С-С связи между средними кольцами. Дальнейшая конденсация (уплотнение) ароматических углеводородов приводит к образованию кокса по консекутивной схеме. Введение CoO-УНТ в состав сырья не только изменяет морфологию образующегося углерода, но и ускоряет процесс коксования антрацена. Проведен СВЧ пиролиз н-гексадекана C16H34 и н-октакозана C28H58. Исследовано влияние морфологических свойств углеродных материалов (УМ) на структурно-групповой состав продуктов СВЧ пиролиза н-парафинов. Установлено, что основными продуктами пиролиза в условиях селективного СВЧ – нагрева углеродных носителей являются альфа-олефины (C2-C23) и н-алканы (C2-C26). Количественный анализ продуктов пиролиза н– алканов продемонстрировал, что селективный СВЧ нагрев при проведении процесса пиролиза в жидкой фазе приводит к увеличению селективности образования альфа-олефинов по сравнению с термическим пиролизом. Нанесение металлов подгруппы железа на УМ приводит к изменению структурно-группового состава продуктов СВЧ пиролиза, в том числе увеличению содержания изомерных олефинов и ароматических углеводородов. Показано, что модифицирование поверхности оксидом кремния подавляет возникновение искровых разрядов, традиционно наблюдаемых при СВЧ нагреве УМ, следовательно, основной вклад в образование радикалов вносит термический разрыв связи C-C на поверхности углеродного материала, а не в объеме плазменного разряда. Проведен радиационно-термический крекинг (РТК) н-октакозана. Анализ продуктов РТК методом ГХ-МС показал, что структурно-групповой состав продуктов типичен для цепного радикального распада парафинов и представлен н-алканами и альфа-олефинами. Осуществлен выбор материала среди используемых в промышленности конструкционных марок стали и разработан макет устройства ввода пучка электронов в реакционный объем. Направление 2 Синтезированы две серии Cu-содержащих цеолитных катализаторов, модифицированных катионами Fe, Zn, Mn. Сравнительное исследование их способности к пероксидному окислению метана в муравьиную кислоту показало, что в реакции пероксидного окисления метана более активны полиядерные структуры, образующиеся при нанесении активных компонентов методом поликонденсации. Среди изученных катализаторов наибольшую активность в разложении H2O2, окислении CH4, а также максимальную селективности по муравьиной кислоте (75%) показал Сu-Fe-содержащий катализатор синтезированный методом поликонденсации. Приготовлена серия твердых катализаторов на основе тетрааминбутилатов и цезиевых солей ГПК. Катализаторы испытаны в гидролизе-окислении картофельного крахмала в муравьиную кислоту. Наиболее высокой активностью характеризуются катализаторы на основе Mo-V-P ГПК благодаря высокому содержанию кислотных групп на поверхности. Наибольшую активность продемонстрировал катализатор состава Cs3.6H0.6PMo11VO40. (выход МК 51 %) благодаря высокой стабильности, низкой растворимости и значительной кислотности. Впервые с использованием N-УНТ получен палладиевый катализатор, содержащий только изолированные ионы палладия. Показано, что прочная стабилизация ионов палладия на азот-содержащих фрагментах графенового слоя определяет их высокую термическую стабильность (до 500оС) в атмосфере водорода. Обнаруженные высокая стабильность ионов палладия и возможность стабилизации палладия в катализаторе только в атомарном состоянии открывают широкие перспективы для использования подобных катализаторов для реакций, протекающих в восстановительной атмосфере при повышенных температурах, в том числе для реакции разложения муравьиной кислоты в газовой фазе. Направление 3 Проведено исследование влияние стрессовых условий (в том числе концентрации азота и фосфора в среде, общей солености, и разных уровней освещенности при культивировании) на продуктивность по крахмалу для штаммов микроводорослей, полученных ранее в работе. Установлено, что снижение концентрации фосфора и азота в среде оказывает наибольшее влияние на накопление крахмала у Parachlorella kessleri. Для выделенного в ходе работы штамма Parachlorella kessleri IC-11 было проведено исследование параметров роста и динамики изменения биохимического состава биомассы при культивировании в условиях, обеспечивающих максимальное накопление крахмала (среда BBM с концентрацией KH2PO4/K2HPO4 - 0,05/0,025 г/л). Содержание крахмала в этих условиях составило 38,7±2,2%, продуктивность биомассы - 47,7±2,9 мг/л/сут. Проведено метаболическое профилирование при культивировании наиболее перспективного штамма Parachlorella kessleri IC-11 методом ГХ-МС в условиях, обеспечивающих максимальное накопление крахмала. Выявлено 46 ключевых метаболитов, относящиеся к циклам биосинтеза аминокислот, жирных кислот и цикла трикарбоновых кислот. Наибольшие изменения наблюдались в метаболизме аминокислот, что говорит о том, что процесс накопления крахмала связан со общим снижением внутриклеточного биосинтеза белка. Направление 4 Проведено исследование процесса каталитического горения илового осадка в кипящем слое катализатора с целью оптимизации процесса и состава катализатора. В работе использовали модифицированные катализаторы CuMgCr-O/Al2O3 (медномагнийхромовый оксидный катализатор, содержание активного компонента 20 % мас., носитель – оксид алюминия) и Fe-O/Al2O3 (железно-оксидный катализатор, содержание Fe2O3 11.1 % мас., носитель – оксид алюминия) со средним размером частиц 1,75 мм. Показано, что катализатор CuMgCr-O/Al2O3 обеспечивает меньший выброс СО, чем катализатор Fe-O/Al2O3. При сжигании иловых осадков в кипящем слое катализатора CuMgCr-O/Al2O3 при температуре 750оС концентрация СО в отходящих газах не превышает 0,03 об. %, степень выгорания осадка превышает 98%. SO2 в отходящих газах не обнаружено. Токсичность золы соответствует IV классу опасности. Опасность для окружающей среды - IV класс опасности. Содержание полихлорированных бибензо-n-диоксинов и дибензофуранов в отходящих газах при 750оС в диоксиновом эквиваленте составило 30,7 х 10-9 мг/м3. Изменение влажности илового осадка не оказывает существенного влияния на его степень выгорания. Для исследования стабильности был выбран модифицированный катализатор CuMgCr-O/Al2O3, который продемонстрировал наибольшую активность в целевом процессе сжигания илового осадка. Исходный катализатор (Sуд =186 м2/г) подвергли термической обработке в муфельной печи при 800оС в течении 24 ч. Изменение активности определяли по степени конверсии СО в присутствии паров воды. Катализатор в количестве 0,015 см3 фракции 0,5-0,25 мм помещали в реактор и смесь с объемной скоростью 240 см3/мин состава: 0,5 об. % CO, 0,3 об. % O2, 5 об. % паров Н2О и He – остальное. Показано, что при термической обработке каталитическая активность снижается за счет уменьшения Sуд, однако при рабочей температуре 750 оС активность катализатора сохраняется на том же уровне, что и у исходного катализатора. http://www.catalysis.ru/resources/science/conferences/newcat_2018/index.html http://www.poisknews.ru/theme/innovation/34245/?print

Аннотация результатов, полученных в 2019 году
Добавка катализатора Ni/«Сибунит» к гудрону приводит к улучшению свойств нефтяного кокса. При температуре 450 °С выход кокса увеличивается с 28 до 33 масс. %, а содержание серы в нем снижается с 1,28 до 1,11 масс. %. Дальнейшего повышения эффективности процесса коксования и улучшения свойств получающегося кокса удалось достичь при использовании трехзонного расположения трех различных катализаторов. В первой зоне протекает гидрокрекинг и сероочистка гудрона под действием катализатора 8%Ni-2,5%Mo/«Сибунит». Во второй зоне – улавливание серы за счет образования сульфида меди на катализаторе 28%Cu/«Сибунит». В третьей зоне автоклава происходит образование кокса на катализаторе 8%Ni/«Сибунит» преимущественно из газов крекинга гудрона. В результате такой организации процесса коксования выход кокса составляет 45 масс. % при температуре 450 °С. Содержание серы в конечном продукте реакции (коксе) снижается до 0,5% серы. Коксование гудрона в присутствие 40 масс. % муравьиной кислоты и катализаторов (8%Ni-2,5%Mo/«Сибунит» и цеолита H-Beta-78) при температурах 250-350 °С приводит к значительному (до 40-50 масс. %) увеличению выхода жидких продуктов. Исследован процесс радиационно-термического крекинга (РТК) гудрона в температурном диапазоне Т=420-450°С и абсолютном давлении P=0,5МПа в стальном реакторе полупериодического действия (V=300мл) под действием пучка высокоэнергетических электронов на ускорителе У-12 и дозе облучения 540 кГр. По результатам экспериментов установлено, что наибольшие выходы светлых нефтепродуктов наблюдаются при Т = 450°С. Показано, что выходы бензиновой и дизельной фракций в результате радиационного воздействия возрастают на 17,5% и 15,8% соответственно. Установлено, что структурно-групповой состав продуктов (фракция Ткк ≤ 500°С), элементный состав суммарного продукта и коксуемость крекинг-остатка практически идентичны для процессов РТК и термического крекинга гудрона. Показано, что общее энергетическое воздействие пучка на реактор и реагирующую смесь невелико, всего на инициацию и продолжение цепей расходуется 6-10 Вт энергии пучка, то есть, не более 30% энергии, поглощаемой смесью и 1 % от всей подводимой мощности. Выполненные эксперименты по РТК гудрона подтверждают качественные представления о механизме радиационно-термического крекинга - при воздействии ионизирующего излучения (пучка высокоэнергетических электронов) на гудрон наблюдается увеличение скорости процесса крекинга. Исследован процесс СВЧ крекинг гудрона и смеси гудрона с углеродными нанотрубками (УНТ) в температурном диапазоне Т = 420-450°С и абсолютном давлении P=0,5 МПа в кварцевом реакторе полупериодического действия (V=10мл). Показано, что ввод в реакционный объем УНТ повышает выход светлых нефтепродуктов, что может быть обусловлено способностью углеродных материалов катализировать разрыв связей C-H и C-S. По результатам экспериментов было установлено, что при воздействии СВЧ излучения на смесь гудрона с УНТ наблюдается практически полная конверсия гудрона в более лёгкие фракции углеводородов (УВ) с образование коксового остатка, при этом средняя температура процесса составила Т = 425°С. Показано, что выходы бензиновой и дизельной фракций в результате СВЧ воздействия возрастают на 60,6% и 46,7% соответственно. Структурно-групповой состав жидких продуктов СВЧ крекинга смеси гудрона и УНТ характеризуется повышенным на 8% содержанием алифатических УВ и значительным (на 30%) уменьшением количества ароматических УВ по сравнению с термическим крекингом. Результаты экспериментов свидетельствуют об эффективном процессе коксообразования, протекающем на УНТ непосредственно в процессе СВЧ воздействия. Показано, что основные энергозатраты в условиях СВЧ воздействия связаны с теплотой парообразования и не превышают 24Вт/г. С помощью DRIFT получена информация о составе промежуточных соединений, находящихся в адсорбированном состоянии на поверхности Cu-ZSM-5 при пероксидном окислении метана. Изучены косвенные кинетические изотопные эффекты конверсии метана в D2O для Fe- и Cu-катализаторов. Исключена возможность активации метана на кислотных центрах цеолита. Вероятнее всего активация проходит на пероксокомплексах Cu и Fe. Исследован гидролиз-окисление микробиальной биомассы с высоким содержанием полисахаридов в муравьиную кислоту - перспективный донор H2. С использованием разработанного нами ранее бифункционального катализатора Co0.6H3.8PV2Mo10O40 выявлены оптимальные условия процесса. Показано, что муравьиная кислота может образовываться с селективностью более 80%. Достигнут её выход 47 мас.% (в расчете на биомассу). На примере допированных азотом углеродных нанотрубок и нановолокон показано, что различные по структуре материалы проявляют общие свойства в отношении взаимодействия с металлами, одним из которых является формирование ионов металлов на азотных центрах. Эти новые активные центры проявляют повышенную активность и селективность в реакции разложения муравьиной кислоты для получения водорода. Получены генетические конструкции для экспрессии miRNA в клетках микроводоросли Chlamydomonas reinhardtii, обеспечивающие подавление экспрессии генов амилаз AMYA1, AMYA2, AMYB1, AMYB2, AMYB3. На основе конструкций получены 11 штаммов микроводорослей со сниженной экспрессией генов амилаз и исследованы их свойства. При подавлении экспрессии AMYB1 и AMYA1 наблюдалось небольшое увеличение содержания крахмала в биомассе (с 12,1% до 14,1±0,4% и 14,8±0,6% соответственно). Снижение экспрессии AMYB1 привело к незначительному снижению содержания липидов в биомассе (до 17,7±0,8%). Применение подхода, основанного на подавлении экспрессии генов амилаз в клетках микроводорослей, в целом является перспективным для получения штаммов с повышенным содержанием крахмала. Проведена оптимизация состава носителя катализатора для повышения его прочности на истирание. Показано, что введение в состав оксида магния приводит к упрочнению структуры катализатора. Исследования влияния количества оксида меди в составе катализатора на каталитическую активность в реакциях глубокого окисления показали, что наибольшую активность в реакции окисления СО имеют образцы с содержанием CuO более 3.0 %. Проведено испытание модифицированных катализаторов глубокого окисления в процессе сжигания обводненных субстратов. В качестве обводненного субстрата использовали канско-ачинский бурый уголь с влажностью 14 %. Показано, что наилучшими параметрами – наименьшие значения выбросов CO при наибольшей прочности на истирание – обладает катализатор КГО(CuO-3.0), который можно рекомендовать для промышленного использования в реакторах с КС. Проведены исследования кинетики связывания диоксида серы при сжигании сернистой и тяжелой нефти в кипящем слое катализатора. Показано, что при введении в реактор кальцита наблюдается увеличение суммарной степени конверсии SO2 вплоть до 99 %. На основании экспериментальных данных предложена математическая и кинетическая модель, которая может быть использована для оптимизации процесса сжигания.

Аннотация результатов, полученных в 2020 году
НАПРАВЛЕНИЕ 1 Найдено, что получающийся при коксовании гудрона нефтяной кокс неоднороден. Все образцы содержат турбостратный графит. После коксования гудрона при температуре 550 °С размеры кристаллитов (в нм): длина плоскостей а=2,7, толщина пакетов с=1,6, межплоскостное расстояние 0,344. При температуре 1000 °С происходит двухмерное упорядочение структуры графита. При повышении температуры прокалки от 1000 до 1300 °С тонкие протяженные ламели (пластинки) начинают упаковываться в пачки. Удельное электрическое сопротивление нефтяного кокса, полученного коксованием гудрона, после прокалки в инертной среде при температуре 1000 °С уменьшилось в 500 раз. Дальнейшее повышение температуры прокалки от 1000 до 1300 °С приводит к дополнительному уменьшению удельного сопротивления кокса в 2 раза (до 0,3 Ом*мм). Добавка железа понижает температуру как двухмерного, так и трехмерного упорядочения структуры нефтяного кокса при термических прокалках. Удельное электрическое сопротивление системы «3% железа-нефтяной кокс» после прокалки при температуре 1100 °С сопоставимо с удельным электрическим сопротивлением игольчатого кокса Омского НПЗ. Установлено, что добавка 1,2%УНТ к гудрону снижает удельное электрическое сопротивление нефтяного кокса в 100 раз. После высокотемпературных прокалок это различие резко падает за счет уменьшения удельного сопротивления непосредственно нефтяного кокса. Также улучшается графитизация нефтяного кокса и снижается содержание в нем серы на 20-30%. Проведено исследование процесса СВЧ крекинга сквалана, антрацена и смеси октадецилнафталинов, моделирующих структурно-групповой состав гудрона, в присутствии УНТ. Установлено, что в ходе СВЧ крекинга углеводородов происходит преимущественно разрыв C-C связи алифатических заместителей, с сохранением ароматического фрагмента. Предложен и исследован процесс крекинга смеси гудрона с УНТ в присутствии HCOOH с целью оптимизации использования СВЧ излучения в пиролизе тяжёлого углеводородного сырья в условиях, близких к условиям замедленного коксования. Показано, что добавление HCOOH (≥7 мас.%) обеспечивает практически полную конверсию гудрона с образованием светлых нефтепродуктов и твёрдого остатка в ходе СВЧ обработки длительностью 60 мин. Исследован процесс РТК смеси гудрона с HCOOH в температурном диапазоне Т=420-450°С и абсолютном давлении P=0,5МПа Показано, что повышение температуры до Т = 450°С в ходе РТК смеси гудрона и HCOOH приводит к увеличению выхода светлых нефтепродуктов в 2,2 раза по сравнению с термическим крекингом. Установлено, что нефтяной кокс, формирующегося на стадии СВЧ обработки смеси гудрона и УНТ, обладает изотропной пластинчатой текстурой, соответствующей игольчатому коксу класса не ниже 6 по ГОСТ 26132-84. НАПРАВЛЕНИЕ 2 Изучен механизм пероксидного окисления метана и роль в нем Cu и Fe-содержащих активных центров различной природы: нтермедиат метилгидропероксид, образующийся из CH4 и H2O2, расходуется на образование метанола на биядерных Cu-структурах с внекаркасным кислородом и изолированных Fe-центрах и метиленгликоля на биядерных и/или олигомерных оксокластеров Fe(III). Показана высокая стабильность и эффективность разработанных растворимых и твердых Mo(W)-V-P(Si) ГПК катализаторов в ходе ресурсных испытаний (до 9 циклов) в гидролизе-окислении растительного крахмала и микробиальной биомассы. Растительный крахмал наиболее перспективное сырье для получения муравьиной кислоты по сравнению с микробиальным и целлюлозным сырьем. Показано, что активность в реакции разложения муравьиной кислоты в газовой фазе по маршруту образования водорода катализаторов, состоящих из металлических наночастиц и изолированных ионов, определяется ионами металлов, которые прочно закреплены на пиридиноподобных азотных центрах N-УНТ. Прочно закрепленные ионы металлов демонстрируют высокую стабильность в условиях реакции и при термическом воздействии в различных агрессивных средах. НАПРАВЛЕНИЕ 3 Показано, что высокое содержание солей в среде (30 г/л) значительно увеличивало продукцию липидов и снижало продукцию крахмала при культивировании микроводоросли Parachlorella kessleri IC-11 на автоклавированных муниципальных сточных водах. Анализ метаболизма микроводоросли методами ГХ-МС, PCA и PLS-DA в этих условиях выявил, что снижение продукции углеводов и повышение нейтральных липидов в миксотрофных условиях связано с снижением метаболизма пролина и лимонной кислоты (ЦТК). Увеличение продукции крахмала микроводорослями в этих условиях связано с низкой активностью катаболизма углеводов (в том числе крахмала), запасаемых в процессе фотосинтеза, а также со снижением накопления в клетках моносахаридов (сахарозы, глюкозы), образующихся в цикле Кальвина. НАПРАВЛЕНИЕ 4 В ходе работ по проекту была разработана технологическая схема установки по утилизации иловых осадков сточных вод, производительностью 6,0 тонн/час. Установка позволяет при влажности осадка не более 75 % проводить процесс в автотермическом режиме и получать тепловую энергию c мощностью 3,07 МВт. Кроме того, была предложена математическая и кинетическая модель процесса окисления серосодержащих топлив в кипящем слое катализатора. В результате было показано, что для эффективной утилизации серосодержащего сырья, необходимо снижать температуру на выходе из кипящего слоя катализатора до 500 °С, что позволяет увеличить степень связывания оксидов серы до 95-98%, при этом расход связующего (кальцита) снижается до Ca/S = 2. В результате проведенных ресурсных испытаний по сжиганию иловых осадков сточных вод в кипящем слое катализатора в течение 100 часов показано, что оптимальное содержание CuO в катализаторе, обеспечивающее высокую активность и стабильность, составляет не менее 3,0 масс. %. Анализ рынка утилизации иловых осадков показал, что внедрение технологии термокаталитического окисления является перспективным как с экономической, так и с экологической точки зрения.