КАРТОЧКА ПРОЕКТА,
ПОДДЕРЖАННОГО РОССИЙСКИМ НАУЧНЫМ ФОНДОМ

Информация подготовлена на основании данных из Информационно-аналитической системы РНФ, содержательная часть представлена в авторской редакции. Все права принадлежат авторам, использование или перепечатка материалов допустима только с предварительного согласия авторов.

 

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ


Номер 19-73-30026

НазваниеНовые катализаторы и каталитические процессы для решения задач экологически чистой и ресурсосберегающей энергетики, в том числе процессы переработки биовозобновляемого сырья и процессы обезвреживания выбросов химических производств и энергетики

РуководительВодянкина Ольга Владимировна, Доктор химических наук

Организация финансирования, регионфедеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Томский государственный университет", Томская обл

Года выполнения при поддержке РНФ 2019 - 2022 

КонкурсКонкурс 2019 года по мероприятию «Проведение исследований научными лабораториями мирового уровня в рамках реализации приоритетов научно-технологического развития Российской Федерации» Президентской программы исследовательских проектов, реализуемых ведущими учеными, в том числе молодыми учеными

Область знания, основной код классификатора 03 - Химия и науки о материалах, 03-603 - Фундаментальные основы создания новых металлических, керамических и композиционных материалов

Ключевые словаресурсосберегающая энергетика, глубокая переработка метана, синтез-газ, паровой риформинг этанола, никельсодержащие катализаторы,биовозобновляемое сырье, гибридные каталитические материалы, фото- и фотоэлектрокаталитическое получение водорода, силикаты висмута, окисление летучих органических соединений, Mn-содержащие катализаторы

Код ГРНТИ31.15.00, 61.31.00


 

ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ


Аннотация
Разработка новых катализаторов для совершенствование существующих каталитических технологий и создания технологических решений нового поколения для ресурсосберегающей энергетики, а также для глубокой переработки биовозобновляемого сырья в ценные продукты и природоохранных каталитических технологий является фундаментальной научной проблемой и одновременно имеет большую практическую значимость для решения задач экологически чистой и ресурсосберегающей энергетики. Целью настоящего проекта является формирование научных и технологических заделов по следующим направлениям фундаментальных исследований: Направление 1 - Высокоэффективные композитные катализаторы для ресурсо- и энергоэффективной конверсии метана и паровой конверсия этанола в синтез-газ. Направление 2 - Разработка бифункциональных гибридных материалов на основе пористых координационных полимеров с иммобилизованными биметаллическими наночастицами для эффективной переработки многоатомных биоспиртов/карбонильных соединений в ценные продукты. Направление 3 - Разработка композитных катализаторов для фото- и фотоэлектрокаталитических источников энергии на основе разложения водных растворов биоспиртов для получения водорода. Направление 4 - Разработка высокоэффективных катализаторов с пониженным содержанием благородных металлов (Pd, биметаллические частицы) для эффективной очистки газовых выбросов и других экологических приложений. Для решения поставленных задач авторы предлагаемого проекта будут использовать новые подходы, в том числе: для Направления 1 – использование смешанных носителей La2O3-CeO2, La2O3-MnOx, CeO2-MnOx для приготовления активных Ni-содержащих катализаторов, устойчивость к углеотложению которых планируется повысить путем модифицирования Ni наночастиц Cu или Ag; для парового риформинга этанола планируется ввести вышеописанную композицию в пористое пространство мезоструктурированного SBA-15. Для направления 2 будут созданы гибридные материалы типа биметалл@МОКП на основе биметаллических частиц Pd-Ag, Au-Ag, Pd-Bi для их использования в качестве катализаторов каскадных превращений молекул-платформ, получаемых при переработке биовозобновляемого сырья – глицерина, 5-гидроксиметилфурфураль, пропиленгликоля. Для Направления 3 предполагается создание композитов на основе силикатов висмута слоистого и каркасного строения с прогнозируемым введением допантов акцепторной природы для их применения в качестве фотокатализаторов для получения водорода. Для направления 4 будут созданы каталитически активные материалы на основе оксида марганца со структурой криптомелана (OMS-2), модифицированного катионами Sn4+, Fe3+, Ce4+, в том числе с добавками малых количеств Pd и Ag для усовершенствования процессов глубокого окисления летучих органических соединений (метанол, формальдегид) и СО. Растущие потребности общества в энергии, а также необходимость рационального использования природных ресурсов вызывает глубокую заинтересованность исследователей в разработке технологий экологически чистой и ресурсосберегающей энергетики, в том числе на основе процессов переработки биовозобновляемого сырья и процессов обезвреживания выбросов химических производств и энергетики. В последнее время современные вызовы в области развития техники и технологий ставят на первый план развитие связки технологических решений, что требует совсем иного подхода, в том числе в реализации фундаментальных исследований. Дизайн активной поверхности катализаторов с заданным распределением активных центров с требуемой функциональностью является одной из фундаментальных задач гетерогенного катализа. Выявление и понимание факторов, обуславливающих каталитические свойства многокомпонентных катализаторов для переработки ключевых компонентов биомассы - газообразного метана, биоспиртов, является важной фундаментальной задачей. Каталитические технологии (селективное окисление, углекислотный и паровой риформинг и др.) являются перспективными методами конверсии биомассы в ценные продукты тонкого органического синтеза (включая продукты превращения синтез-газа) и экологически чистые топлива (в том числе водород). Катализаторы на основе частиц никеля, нанесенных на материалы с высокой удельной поверхностью, проявляют высокую активность. Повышение стабильности активных Ni центров, снижение которой связано с образованием углеродных отложений, а также спеканием частиц никеля, является одной из самых важных задач при создании высокоэффективных каталитических процессов получения водорода и синтез-газа из метана и биоспиртов. Развитие основ альтернативного способа получения водорода с использованием фото- и фотоэлектроразложения воды, а также водных растворов биоспиртов под действием видимого света способствует формированию устойчивой системы технологического развития, поскольку направлено на внутреннее понимание процессов преобразования излучательной энергии в энергию электронов, определения путей переноса электронов, а также управления полученным электронным потоком для реализации требуемых химических превращений. Достижимость решения всех поставленных задач с получением запланированных результатов основана на детальной разработке стратегии и тактики выполнения проекта, использовании комплексного подхода к исследованию каталитических и физико-химических характеристик каталитических систем, систематическом варьировании параметров синтеза и состава катализаторов, привлечении промышленных партнеров, успешном многолетнем научном опыте сотрудников лаборатории в данных областях, научно-техническом заделе коллектива и глубоком знании литературы.

Ожидаемые результаты
При выполнении проекта будут получены следующие результаты: Направление 1: 1. Закономерности целенаправленного технологически упрощенного и экологичного синтеза массивных смешанных оксидов, упорядоченного мезопористого силикагеля SBA-15 и SBA-15, модифицированного сложными оксидами La, Ce, Mn, используемые в качестве носителей, а также никелевых катализаторов на их основе, промотированные металлами Ib группы (Ag или Cu). Катализаторы будут активными и устойчивыми к образованию углеродных отложений в процессах углекислотной конверсии метана и паровой конверсии этанола. 2. Методы приготовления катализаторов с гомогенным распределением частиц активного компонента с заданными размерами в структуре упорядоченного мезопористого носителя SBA-15. 3. Характеристики взаимодействия между компонентами катализаторов (межфазные границы металл/оксидные частицы, носитель, модификаторы), а также роли добавок в снижении углеотложения и улучшении устойчивости к спеканию. Проведение исследований в направлении разработки эффективных и стабильных катализаторов на основе активного компонента – никеля - для высокотемпературного процесса углекислотной конверсии метана в синтез-газ позволит модернизировать существующие промышленные технологии паро-кислородной конверсии метана, в которых особые требования предъявляют к термостабильности катализаторов. Направление 2: 1. Закономерности влияния способа синтеза на размер и распределение биметаллических наночастиц состава Ag-Pd, Ag-Au, Ag-Bi в пористом пространстве МОКП UiO-66, UiO-67, MIL-101, а также их состав и тип, зависящие от особенностей химии серебра и допирующих добавок. 2. Результаты влияния химического состава, содержания НЧ металлов и их мольного соотношения, текстурных и электронных характеристик МОКП на каталитическую активность полученных образцов в окислении глицерина, пропиленгликоля, 5-гидроксиметилфурфураля и последующих кислотно-основных превращениях. 3. Результаты сравнительного анализа свойств наночастиц, полученных методом лазерной абляции, со свойствами гибридных материаловAg-Me@МОКП, заключение о влиянии матрицы МОКП как на свойства полученных наночастиц, так и на общую каталитическую активность и селективность в каскадных превращениях в рамках механистических моделей механизмов реакций. 4. Физико-химические основы направленного синтеза катализаторов с заданным распределением активных центров различной функциональности для управления селективностью в последовательных превращениях выбранных субстратов в ценные продукты. Ожидаемые результаты имеют фундаментальный характер в области понимания основ направленного синтеза гибридных материалов типа НЧ@МОКП и, несомненно, будут актуальны и соответствовать мировому уровню исследований. Использование же их в качестве бифункциональных катализаторов позволит значительно интенсифицировать процессы селективной переработки компонентов биомассы, что будет способствовать эффективному развитию малотоннажных химических производств. Направление 3: 1. С использованием нескольких подходов впервые будут синтезированы материалы на основе силикатов висмута, в том числе с введением добавок, позволяющих управлять фотокаталитическими свойствами получаемых материалов. 2. Будут исследованы структура и свойства полученных материалов, а также установлены параметры синтеза, влияющие на их фотокаталитическую активность. 3. Будет определено положение краев запрещенной зоны впервые синтезированных материалов, ее ширина и потенциал контакта с жидким электролитом. 4. Будут получены данные о фотокаталитической активности полученных материалов в процессах получения водорода при разложении водно-метанольной смеси, фотокаталитической деградации водных растворов фенолов и красителей при облучении разными источниками света. 5. Будут получены данные о реакциях и механизмах процессов, протекающих в изучаемых системах под действием света. 6. Будет установлена взаимосвязь между способом организации структуры композитов силиката висмута и их оптическими и фотокаталитическими свойствами. 7. Будут выбраны оптимальный способ и условия синтеза материалов с наибольшей фотокаталитической активностью в целевых процессах, определен кажущийся квантовый выход реакции выделения водорода, оценена устойчивость и стабильность работы полученных каталитических систем. Планируемые к получению результаты будут иметь высокую ценность. В первую очередь, для практического применения в создании систем получения водорода – наиболее перспективного и экологически важного топлива нового поколения. Во-вторых, не менее важны будут полученные теоретические данные о новых материалах и механизмах процессов, протекающих при облучении видимым светом. Подобные данные крайне важны для дальнейшего усовершенствования топливных систем, работающих на солнечном излучении, особенно ввиду общемировой тенденции постепенного перехода на водородную энергетику и к альтернативным видам топлива. Направление 4: Ожидаемые результаты: 1. Закономерности формирования катализаторов окисления CO и ЛОС (метанол, формальдегид) на основе оксидов марганца со структурой криптомелана (OMS-2), модифицированного катионами Sn4+, Fe3+ и Ce4+. 2. Влияние добавок Pd и Ag на состав, структуру фаз и каталитические свойства оксидов марганца со структурой криптомелана (OMS-2), модифицированного катионами Sn4+, Fe3+ и Ce4+, в реакциях глубокого окисления CO и ЛОС. 3. Закономерности изменения активной поверхности серебросодержащих катализаторов при взаимодействии с каталитическими ядами, включая воду, СО2 и др. Подходы к увеличению стабильности катализаторов к различным каталитическим ядам. 4. Образцы высокоактивных и стабильных катализаторов низкотемпературного CO и окисления органических веществ. Рекомендации по использованию полученных результатов при выполнении последующих прикладных НИР, направленных на создание научно-технического задела по разработке отечественных катализаторов очистки газовых выбросов. В рамках выполнения работ по проекту будут разработаны фундаментальные основы формирования частиц, кластеров, а также моноатомно-распределенных оксидов переходных металлов и благородных металлов при введении их на стадии синтеза оксида кремния и последующего модифицирования, а также подходов по формированию частиц в порах носителей различной природы (гибридных материалов, SBA-15 и др.), выступающих в качестве нанореакторов для ограничения размеров образующихся наночастиц фаз. Будут созданы основы управления кислотно-основными и окислительно-восстановительными свойствами модифицированной поверхности, обуславливающие каталитические свойства материала, в том числе за счёт кооперации близкорасположенных центров разной природы при совместной активации реагентов, что обеспечивает увеличение активности и селективности каталитического превращения. Будут разработаны активные каталитические композиции, в том числе в виде готовых каталитических материалов (в виде пористых гранул необходимой формы и размера) для низкотемпературного (ниже 100 оС) и среднетемпературного (200-400 оС) глубокого окисления летучих органических соединений. Такие композиции весьма перспективны для очистки воздуха жилых, рабочих, производственных помещений от СО, смога и других опасных веществ, а также замкнутых помещений (подземные сооружения, подводные лодки и космические корабли), а также для нейтрализации опасных веществ в газовых сбросах промышленных предприятий. Эти снизит нагрузку опасных веществ (в том числе таких канцерогенов и ядов как метанол и формальдегид) на окружающую среду и население, особенно работающих или проживающих вблизи соответствующих химических, фармацевтических и металлургических предприятий. Важной особенностью является, что в качестве активного компонента будут использованы оксиды переходных металлов, серебро, а также сниженное количество Pd, что делает такие катализаторы более доступными и стабильными к парам воды по сравнению с существующими дорогостоящими отечественными и импортными используемыми в настоящее время палладиевыми и платиновыми аналогами. Это позволит использовать катализаторы массово для решения гражданских, производственных и военных задач. Все ожидаемые результаты будут оригинальными и будут получены исполнителями проекта. Полученные результаты будут представлены в виде докладов на всероссийских и международных конференциях, опубликованы в ведущих российских и международных научных журналах, индексируемых в Scopus и Web of Science.


 

ОТЧЁТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ


Аннотация результатов, полученных в 2019 году
Основные работы, выполненные в рамках проекта в течение 1 года, заключались в следующем: Направление 1. Созданы и оптимизированы методики приготовления основных типов каталитических систем, исследуемых в проекте, включая методики приготовления индивидуальных и бинарных оксидных носителей на основе оксидов La, Ce и Mn (La2O3; CeO2; MnOx; La2O3-CeO2; La2O3-MnOx; CeO2-MnOx), в основе которых лежит цитратный способ получения с введением добавок (аммиака и этиленгликоля). Методом пропитки по влагоемкости приготовлены Ni-содержащие катализаторы. Проведены исследования структуры, элементного и фазового состава, основных физико-химических свойств полученных сложных носителей и каталитических материалов на их основе в зависимости от способа приготовления (природы добавки, pH, температуры созревания, сушки и температуры прокаливания) методами РФА, низкотемпературной адсорбции N2, рентгеновской флуоресценции, ПЭМ ВР, ТГА, ИК- спектроскопии, КР-спектроскопии, Н2-ТПР и др., исследованы каталитические свойства в реакции углекислотной конверсии метана. На примере приготовления La2O3 показано, что введение добавок на стадии синтеза (аммиак или этиленгликоль) определяет структуру поверхности оксида, которая влияет на распределение и фазовый состав Ni-содержащих частиц предшественников после пропитки раствором активного компонента (обнаружено образование NiO или LaNiO3). Пропитка раствором соли никеля носителя La2O3, полученного модифицированным (с добавкой NH3) и обычным цитратным способами, приводит к образованию NiO. Способ синтеза La2O3 с добавкой этиленгликоля приводит к образованию LaNiO3. Использование добавок при получении носителя приводит к лучшему диспергированию NiО и LaNiO3 наночастиц (НЧ) в катализаторе. Для двойных оксидных носителей La2O3-CeO2 и La2O3-MnOx характерно образование дефектных нанокристаллических перовскитных фаз LaCeO3 или LaMnO3 с размерами частиц 10-20 нм. Для CeO2-MnO2 системы при соотношении Ce/Mn=1/1 образуются фазы CeO2 и Mn2O3. Размеры наночастиц Ni-содержащих предшественников (NiO и LaNiO3) и их взаимодействие с поверхностью оксидного носителя определяется влиянием добавок на стадии синтеза носителей; распределение Ni НЧ на поверхности предвосстановленных катализаторов зависит от состава и структуры оксидных носителей. Для Ni/La2O3 размер Ni НЧ после восстановительной обработки составляет 8-15 нм, введение NH3 приводит к формированию Ni НЧ 5-10 нм, для Ni/CeO2 образуются Ni НЧ с размерами 5 нм и крупные агломераты 100-200 нм. Для Ni/La2O3-CeO2 обнаружено неравномерное покрытие поверхности носителя НЧ Ni. Нанокристаллический La2O3-CeO2 носитель, помимо LaCeO3 фазы, содержит участки поверхности, обогащенные CeO2, что приводит, как и в случае индивидуального CeO2, к неравномерному распределению Ni НЧ. Для образцов серии 2 (LaMnO3 и Ni/LaMnО3) показано, что цитратный метод позволяет обеспечить равномерное распределение компонентов на стадии синтеза и кристаллизацию LaMnO3 с минимальным содержанием Mn2O3. При минимальном содержании Mn2O3 в носителе (РФА, КР-спектроскопия) введение никеля приводит к образованию частиц NiO и твердого раствора LaMn1-xNixO3. При увеличении содержания Mn2O3 в носителе активный компонент распределяется в образце в виде NiO НЧ, прочносвязанных с поверхностью носителя. Каталитические испытания Ni-содержащих катализаторов проведены в реакции углекислотной конверсии метана. Показана высокая активность Ni катализаторов, приготовленных на La-содержащих носителях. В условиях теста на долговременную стабильность высокая активность характерна для Ni/La2O3-CeO2 и Ni/La2O3-MnOx, обеспечиваемая устойчивостью наночастиц Ni к спеканию, и минимизации процесса углеотложения за счет присутствия оксидов церия или марганца. Направление 2. Созданы методики приготовления гибридных материалов на основе пористых координационных полимеров (ПОКП) типа Cr-MIL-101, UiO-66 и UiO-67 с иммобилизованными биметаллическими наночастицами Ag-Me (Me=Pd, Au, Bi); разработан метод приготовления суспензий биметаллических частиц Ag-Me (Me=Pd, Au, Bi) с помощью лазерной абляции. Проведена характеризация приготовленных материалов комплексом физико-химических методов исследования. Определены закономерности влияния метода синтеза на размер наночастиц, состав и распределение компонентов в гибридных системах Ag-Me@МОКП. Показано, что соотношение объемов 2-х несмешивающихся растворителей определяет распределение наночастиц металлов внутри пористого пространства МОКП и на поверхности, а также оказывает влияние на образование наночастиц металлов с размерами > 3-5 нм. Применение оптимизированной методики пропитки из 2-х несмешивающихся растворителей позволяет получать иммобилизованные биметаллические наночастицы AgPd в МОКП во всем диапазоне соотношений Ag/Me, что подтверждается данными низкотемпературной адсорбции N2, РФА и ПЭМ ВР. Показано, что электронное состояние Ag в гибридных материалах Ag-Me@МОКП зависит о природы второго компонента и его распределения в структуре МОКП. Методом ЭСДО показано, что введение Pd или Bi приводит к снижению интенсивности полосы плазмонного резонанса Ag, что связано с сильным электронным взаимодействием между компонентами. Образцы AgAu@UiO-66 содержат биметаллические наночастицы со структурой core-shell. Роль кислотных центров металлорганических пористых координационных полимеров (МОКП), используемых в качестве гетерогенных катализаторов, в окислительных жидкофазных превращениях базовых молекул, образующихся при переработке биовозобновляемого сырья, была исследована на примере каталитического окисления пропиленгликоля (ПГ) в гидроксиацетон с использованием третбутилгидропероксида в качестве окислителя на катализаторе Cr-MIL-101. Проведены исследования по влиянию природы растворителя на каталитические свойства Cr-MIL-101. Установлено, что в случае апротонных растворителей эффективность использования окислителя, конверсия ПГ и выход продукта значительно выше по сравнению с протонными растворителями, благодаря взаимодействию молекул растворителя с активными центрами катализатора и межмолекулярным взаимодействиям в растворе. Начальная скорость окисления ПГ линейно уменьшается с увеличением диаметра молекулы протонного растворителя. Самая высокая селективность по гидроксиацетону получена в растворителях, где начальные скорости окисления ПГ были самыми низкими. Направление 3. Разработан сольвотермический метод получения материалов на основе силикатов висмута, а также метод механохимической активации для получения силикатов висмута с соотношением Bi/Si – 2/1, 12/1 и ¾ в «мягких» условиях. Для сольвотермального метода (СТО) использование этиленгликоля (ЭГ) как растворителя для Bi(NO3)3*5H2O приводит к образованию прочного хелатного комплекса, который не разрушается полностью в условиях СТО (12 ч, 180 °С) и приводит к появлению фаз альфа- и бэта-Bi2O3. СТО метод позволяет синтезировать композиции на основе силикатов висмута с высокой площадью удельной поверхности, благодаря (1) образования смолы в ходе СТО из олигомеров полиэтиленгликоля, стабилизирующей частицы зарождающихся фаз силикатов висмута, (2) прочной адсорбции молекул этиленгликоля на поверхности частиц оксогидроксида висмута при использовании метода осаждения NaOH из раствора нитрата висмута в ЭГ. Установлено влияние природы прекурсора Si компонента: синтезированные материалы рентгеноаморфны, содержат зародыши силикатных фаз –Bi2SiO5 или Bi12SiO20, что зависит от природы предшественника Si. Образец, синтезированный из водного раствора, после стадии ГТО окристаллизован и включает Bi2SiO5 и Bi12SiO20 (96 и 4 мас.%, соответственно). Таким образом, формирование и распределение частиц основных фаз зависит от условий переконденсации на стадии СТО/ГТО. На основе полученных результатов предложен простой и экологически чистый метод «мягкого» синтеза силикатов висмута различного состава методом механохимической активации без использования растворителей, длительных температурных обработок при повышенных температурах, не сопровождающийся образованием токсичных газов в результате разложения предшественников. Показано, что взаимодействие между α-Bi2O3 и SiO2•nH2O с образованием фаз γ-Bi12SiO20 и Bi2SiO5 при механической обработке происходит быстро и протекает без аморфизации смеси, что указывает на возможность их образования по пластически-деформационному или топотаксическому механизмам. В тоже время образование Bi4Si3O12 в ходе механохимического синтеза не происходит. Механическая обработка соответствующей стехиометрической смеси α-Bi2O3 и диоксида кремния приводит к образованию смеси метастабильного Bi2SiO5 и непрореагировавшего диоксида кремния. Образование Bi4Si3O12 происходит в результате твердофазных реакций между образовавшимся Bi2SiO5 и диоксидом кремния, не вступившим в реакцию, под действием последующей термической обработки при умеренных (450–500 °C) температурах. Показано, что в случае, когда взаимодействие компонентов в смеси при механической обработке не происходит, мехактивация смеси способствует протеканию твердофазных реакций между ними под действием последующей термической обработки. Это связано с равномерным распределением частиц компонентов в активированной смеси, сопровождающимся уменьшением их размера, образованием свежей поверхности контакта и генерированием структурных дефектов. Исследованы фотокаталитические свойства силикатов висмута, полученных различными способами. Показана высокая фотокаталитическая активность ряда материалов, полученных СТО с последующей термообработкой, а также с постобработкой методом лазерной абляции, в реакции разложения органических загрязнителей, включая фенол. Проведены электрохимические исследования полупроводниковых свойств материалов, определен тип проводимости и оценено положение краев запрещенной зоны. Показано, что образцы силикатов висмута перспективны в фотоэлектрохимических процессах, в том числе для получения водорода разложением воды. Направление 4. Оптимизированы условия приготовления катализаторов на основе MnO2 со структурой ОМS-2, модифицированных добавками Fe-, Sn- или Ce с варьированием мольного соотношения Mn/M (20/1 и 10/1). Проведены исследования структуры, элементного и фазового состава, основных физико-химических и каталитических свойств синтезированных MnO2 катализаторов со структурой OMS-2 без модификаторов и модифицированных на стадии приготовления катионами Fe, Sn и Ce методами РФА, низкотемпературной адсорбции N2, рентгеновской флуоресценции, РФЭС, СЭМ, ПЭМ ВР, ТГА, КР-спектроскопии, Н2-ТПР и др. Показано, что распределение катионов-модификаторов в структуре ОМS-2 значительно различается. Sn-содержащие центры локализованы на поверхности анизотропных частиц MnO2 и в приповерхностном слое с искажением исходной кристаллической структуры OMS-2, в то время как катионы Fe3+ равномерно распределены на поверхности и в объеме кристаллов. Се-содержащий модификатор формирует наночастицы оксидной фазы на поверхности кристаллов MnO2, а также декорирует края анизотропных НЧ, препятствуя их росту. Для Се-содержащих катализаторов характерно образование фазы пиролюзита в количестве до 30 % вместе с целевой фазой OMS-2, установлено влияние мольного соотношения Mn7+/Mn2+ на стадии осаждения предшественников на фазовый состав Се-OMS-2 катализаторов. Показано, что повышение соотношения Mn7+/Mn2+ до 2,85 позволяет синтезировать композитные материалы, в которых основной фазой является OMS-2. Установлено, что каталитическая активность в окислении монооксида углерода синтезированных катализаторов увеличивается в ряду: OMS-2 < Sn-OMS-2 (20/1) < Fe-OMS-2 (20/1) < Ce-OMS-2 (20/1). Определена экспериментальная энергия активации в окислении СО: для образца Ce-OMS-2 (20/1) Еа = 46 кДж/моль, для остальных катализаторов Еа варьируется в диапазоне 65-115 кДж/моль. По результатам тестирования каталитических свойств в процессе окисления формальдегида установлено, что наиболее высокую активность проявляет катализатор Fe-OMS-2 (20/1): Т 50% = 175 оС, 100 % конверсии СО при 190 оС. Селективность по СО2 составляет 100%, образование эфиров или каких-либо других продуктов не обнаружено для всех изученных катализаторов. Синтезированные материалы являются перспективными для создания высокоактивных катализаторов глубокого окисления органических соединений. Список публикаций за отчетный период: 1. Dotsenko S.S., Verkhov V.A., Svetlichnyi V.A., Liotta L.F., La Parola V., Izaak T.I., Vodyankina O.V. Oxidative dehydrogenation of ethanol by modified OMS-2 catalysts Catalysis Today (2019 г.), Q1 2. Torbina V., Salaev M., Vodyankina O. Effect of solvent nature on propylene glycol oxidation with tert-butyl hydroperoxide over metal–organic framework Cr-MIL-101 RSC Advances (2019 г.), Q1 3. Galanov S., Sidorova O., Magaev O. Dependence of the preparation method on the phase composition and particle size of the binary NiO–ZrO2 system oxides IOP Conference Series: Materials Science and Engineering (2019 г.) 4. Svetlichnyi V.A. , Belik Y.A., Vodyankin A.A., Fakhrutdinova E.D., Vodyankina O.V. Laser fragmentation of photocatalyst particles based on bismuth silicates Proceedings of SPIE - The International Society for Optical Engineering (2019 г.) 5. S. Ten, E.A. Gavrilenko, V.A. Svetlichnyi, O.V. Vodyankina) Ag-Pd nanoparticles prepared by laser ablation for selective oxidation of propylene glycol to lactic acid IOP Conf. Series: Materials Science and Engineering (2019 г.) Информационные ресурсы в сети Интернет посвященные проекту: 1. Новостной портал Национального исследовательского Томского государственного университета “ЛКИ разработает новые катализаторы для ресурсосберегающей энергетики”, http://www.tsu.ru/news/lki-razrabotaet-novye-katalizatory-dlya-resursosbe/?sphrase_id=234639 2. Новости Сибирской науки “ТГУ разработает новые катализаторы для ресурсосберегающей энергетики”, http://www.sib-science.info/ru/heis/novye-11032019 3. Молодежное информационное агентство "Мир", “Томская область: Химики ТГУ разработают катализаторы для ресурсосберегающей энергетики”, http://xn--80apbncz.xn--p1ai/nauka/46486

 

Публикации

1. - ЛКИ разработает новые катализаторы для ресурсосберегающей энергетики Новость на сайте Национального исследовательского Томского государственного университета, - (год публикации - ).

2. - ТГУ разработает новые катализаторы для ресурсосберегающей энергетики Новости Сибирской науки, 12/03/2019 Рубрика "Новости ВУЗов" (год публикации - ).

3. - Томская область: Химики ТГУ разработают катализаторы для ресурсосберегающей энергетики Молодежное информационное агенство "Мир", 11/03/2019 (год публикации - ).

4. Белик Ю., Водянкин А., Харламова Т., Водянкина О. Composite materials based on bismuth silicates for photocatalytic application Abstract Book of 14th European Congress on Catalysis “Catalysis without Borders” (EuropaCat-2019), Abstract Book of 14th European Congress on Catalysis “Catalysis without Borders” (EuropaCat-2019), 2019. Posters. P.1265-1266 (A.3.159) (год публикации - 2019).

5. Белик Ю.А., Водянкин А.А.,Харламова Т.С., Водянкина О.В. Synthesis and study of composite photoactive materials based on bismuth silicates Abstract Book of The 8th Asia-Pacific Congress on Catalysis, Abstract Book of The 8th Asia-Pacific Congress on Catalysis, August 4th - 7th, 2019, Bangkok, Thailand, p. 298 (год публикации - 2019).

6. Водянкин А.А., Федичев А.Е., Коботаева Н.С., Водянкина О.В. Study of silver-modified titanium dioxide photocatalysts in dye degradation under visible light Abstract Book of The 8th Asia-Pacific Congress on Catalysis, Abstact Book of The 8th Asia-Pacific Congress on Catalysis, August 4th - 7th, 2019, Bangkok, Thailand, p. 513 (год публикации - 2019).

7. Галанов С.И., Сидорова О.И., Магаев О.В. Dependence of the preparation method on the phase composition and particle size of the binary NiO–ZrO2 system oxides IOP Conference Series: Materials Science and Engineering, IOP Conf. Series: Materials Science and Engineering V.597 (2019) 012018 (год публикации - 2019).

8. Доценко С.С., Верхов В.А. , Светличный В.А., Лиотта Л.Ф. , Ла Парола В. , Изаак Т.И. , Водянкина О.В. Oxidative dehydrogenation of ethanol by modified OMS-2 catalysts Catalysis Today, - (год публикации - 2019).

9. Панталео Дж., Грабченко М., Пулео Ф., Водянкина О., Лиотта Л.Ф. Ni/La2O3 catalysts for dry reforming of methane: effect of synthesis conditions on the structural properties and catalytic performances Book of Abstract of 14th European Congress on Catalysis “Catalysis without Borders” (EuropaCat-2019), Abstract Book of 14th European Congress on Catalysis “Catalysis without Borders” (EuropaCat-2019), 2019. Posters. P. 903-904 (B.2.126) (год публикации - 2019).

10. Панталео Дж.,Грабченко М., Пулео Ф., Водянкина О., Лиотта Л.Ф. Design of Ni-based catalysts supported over bulk oxides of La and Ce: Influence of the composition on catalytic properties in the dry reforming of methane Abstract Book of The 8th Asia-Pacific Congress on Catalysis, Abstact Book of The 8th Asia-Pacific Congress on Catalysis, August 4th - 7th, 2019, Bangkok, Thailand, p.608. (год публикации - 2019).

11. Светличный В.А., Белик Ю.А., Водянкин А.А., Фахрутдинова Е.Д., Водянкина О.В. Laser fragmentation of photocatalyst particles based on bismuth silicates Proceedings of SPIE - The International Society for Optical Engineering, - (год публикации - 2019).

12. Тен С., Гавриленко Е.А., Светличный В.А., Водянкина О.В. Ag-Pd nanoparticles prepared by laser ablation for selective oxidation of propylene glycol to lactic acid IOP Conf. Series: Materials Science and Engineering, S. Ten et. al. 2019 IOP Conf. Ser.: Mater. Sci. Eng. V.597 P. 012010 (год публикации - 2019).

13. Тен С., Торбина В., Зайковский В., Водянкина О. New method for preparation of bimetallic nanoparticles directly inside the pores of microporous MOFs of UiO-66 family Book of Abstract of 3rd European Conference on Metal-Organic Frameworks and Porous Polymeres, EuroMOF-2019, Book of Abstract of 3rd European Conference on Metal-Organic Frameworks and Porous Polymeres, October 27-30th, 2019, Paris, France, p.312. (год публикации - 2019).

14. Тен С., Торбина В.В., Водянкина О.В. Pd-Bi nanoparticles immobilized in HSO3-substituted UiO-66 for cascade glycerol transformation into lactic acid Abstract Book of The 8th Asia-Pacific Congress on Catalysis, Abstact Book of The 8th Asia-Pacific Congress on Catalysis, August 4th - 7th, 2019, Bangkok, Thailand, p. 278 (год публикации - 2019).

15. Торбина В.В., Водянкина О.В. Effect of the substituent nature in organic linker on catalytic activity of UiO-66 in selective oxidation of propylene glycol Abstract Book of The 8th Asia-Pacific Congress on Catalysis, Abstact Book of The 8th Asia-Pacific Congress on Catalysis, August 4th - 7th, 2019, Bangkok, Thailand, p.194. (год публикации - 2019).

16. Торбина В.В., Водянкина О.В. Effect of organic ligand substituent on catalytic activity of metalorganic framework UiO-66 in selective oxidation of propylene glycol Abstract Book of 14th European Congress on Catalysis “Catalysis without Borders” (EuropaCat-2019), Abstract Book of 14th European Congress on Catalysis “Catalysis without Borders” (EuropaCat-2019), 2019. Short Lecture. P.103-104. (год публикации - 2019).

17. Торбина В.В., Салаев М.А., Водянкина О.В. Effect of solvent nature on propylene glycol oxidation with tert-butyl hydroperoxide over metal–organic framework Cr-MIL-101 RSC Advances, RSC Adv., 2019, V.9, P. 25981-25986 (год публикации - 2019).


Аннотация результатов, полученных в 2020 году
Направление 1 Разработаны методики приготовления и синтезированы новые Ni-содержащие каталитические материалы на основе упорядоченного мезопористого носителя SBA-15, модифицированного моно- (CeO2, La2O3) и бинарными нанодисперсными частицами CeO2-La2O3, La2O3-MnOx, CeO2-MnOx/SBA-15 (мольное соотношение Ce/Mn=0,25, 1 и 9). Установлено, что наночастицы модификаторов на основе бинарных оксидов, предварительно введенные в пористую структуру SBA-15, оказывают существенное влияние на распределение и размеры наночастиц прекурсоров Ni-содержащих фаз, снижая их размер с 18 нм (для немодифицированного SBA-15) до 7,5 нм для NiO в CeO2-MnOx/SBA-15 (Ce/Mn=9). При увеличении Сe/Mn (от 0,25 до 9) и последующего нанесения NiO наблюдается увеличение дефектности кристаллической решетки наночастиц модификатора за счет внедрения MnOx и/или NiO в структуру CeO2 (изменение параметра решетки d111(CeO2)). Добавление MnOx в CeO2 сильно влияет на размер кристаллов NiО: для Ni/CeO2-MnOx/SBA-15 катализаторов размер ОКР NiО варьируется от 7,5 до 11,4 нм в зависимости от соотношения Ce/Mn. Каталитическая активность катализаторов Ni/CeO2-MnOx/SBA-15 (с различным соотношением Ce/Mn), Ni/La2O3-MnOx/SBA-15, Ni/La2O3/SBA-15 исследована в процессе углекислотной конверсии метана. Градиентный каталитический тест УКМ в диапазоне температур 400 - 800 °С показал наиболее высокие конверсии CH4 и CO2 для образца Ni/CeO2-MnOx/SBA-15 c Ce/Mn = 9. Для данного образца также наблюдается стабильная конверсия CH4 и CO2 (испытания на долговременную стабильность при 650 °C в течение 24 и 80 ч). Внедрение катионов Mnn+ в структуру CeO2 приводит к усилению взаимодействия наночастиц активного компонента с носителем, увеличению концентрации кислородных вакансий в структуре носителя и, следовательно, к уменьшению спекания активного компонента и значительному снижению количества углеродных отложений (согласно ТГА данным потеря массы отработанного образца после 24 ч и 80 ч каталитических испытаний составляет 0 и 18.9 % мас., соответственно). Таким образом, использование упорядоченного мезопористого SBA-15, модифицированного дефектными наночастицами Ce1–xMnxO2–δ, позволяет стабилизировать наночастицы металлического Ni с размерами 5 нм, что обеспечивает высокую каталитическую активность в реакции углекислотной конверсии метана в синтез-газ в течение не менее 80 ч с минимальным углеотложением на поверхности. Направление 2 Исследованы каталитические свойства ряда гибридных материалов AgPd@UiO-66 и AgBi@UiO-66 в реакции окисления пропиленгликоля (ПГ), Au и AuAg НЧ и гибридных материалов Pd@UiO-66, AgPd@UiO-66 и AgBi@UiO-66 в реакции окисления глицерина, а также различных Pd, PdAu, PdAg, Au и AuAg катализаторов (нанесенных и в виде НЧ) в реакции окисления 5-гидроксиметилфурфураля (HMF). Показано, что использование гибридных каталитических систем на основе HSO3-UiO-66 является перспективным для каскадного превращения глицерина в молочную кислоту в нейтральной среде, каталитически активными являются гибридные материалы Pd@HSO3-UiO-66 и PdBi@HSO3-UiO-66. На примере PdBi@HSO3-UiO-66 гибридных материалов с отношением Pd/Bi = 90/10 и общим содержанием металлов 2.5 масс.% показано, что проведение реакции при давлении кислорода 3 атм и 100 oC обеспечивает конверсию глицерина в молочную кислоту (МК) в нейтральной среде с высокой (до 80%) селективностью. Для биметаллических Au1-xAgx НЧ, полученных методом лазерной абляции, установлено синергетическое взаимодействие Ag и Au, которое проявляется в усилении окислительных центров на поверхности биметаллических Au1-xAgx НЧ. Добавление Ag приводит к повышению активности в окислении глицерина, с одной стороны, и снижению их агрегационной устойчивостью в условиях реакции, с другой стороны. При этом селективность по МК для биметаллических Au1-xAgx НЧ резко снижается в пользу образования глицериновой кислоты при малых количествах Ag, а также продуктов окислительного разрыва С-С связи с ростом доли Ag. Установлено, что наиболее перспективными составами в каскадных превращениях глицерина в нейтральной среде являются Pd1-xBix системы, в то время как биметаллические образцы, содержащие Ag (как Pd1-xAgx, так и Ag1-xBix) не проявляют каталитическую активность. Наиболее перспективными составами в каскадных превращениях HMF в нейтральной среде на основе полученных данных являются Pd1-xAgx системы с небольшим количеством серебра. Системы на основе Au1-xAgx характеризуются высокой активностью в окислительном разрыве С–С связи. В каскадных превращениях ПГ перспективными являются системы на основе Pd1-xAgx с высоким содержанием серебра (Ag/Pd = 85/15), при этом показано, что в гибридных материалах Pd1-xAgx@UiO-66 большое значение имеет распределение Pd1-xAgx частиц в матрице UiO-66 и их размеры. Установлено, что модифицирование UiO-66 HSO3-группами способствует сильному увеличению селективности по молочной кислоте при каскадном превращении глицерина на PdBi@HSO3-UiO-66, в то время как на окислительные превращения ПГ с применением AgPd@UiO-66 и AgPd@HSO3-UiO-66 введение –HSO3 практически не влияет. По оригинальным методикам синтезированы HSO3-, NH2-, NO2- и OH-модифицированные образцы UiO-66 как наиболее перспективного МОПК, структура, химсостав образцов подтверждены методами РФА и ИК спектроскопии, адсорбции N2. Запланировано исследование каталитических свойств гибридных материалов, синтезированных на основе модифицированных лигандов, в каскадных превращениях молекул-платформ. Направление 3 На основании результатов квантово-химических расчетов сконструированы поверхности β- и γ- β-Bi2O3, Bi2SiO5 и Bi12SiO20, которые в дальнейшем будут использованы для моделирования интерфейсов между данными фазами. Если для изоструктурных Bi12SiO20 и гамма-Bi2O3 были рассчитаны поверхности (001) толщиной в одну элементарную ячейку, то для несовпадающих по структурным параметрам β-Bi2O3 и Bi2SiO5, были сконструированы суперячейки Bi2SiO5 (100) и β-Bi2O3 (001) размером 2*2 и 3*3, соответственно, позволяющие обеспечить совместимость полученных структур. Кроме того, определено влияние спин-орбитального взаимодействия (SOC) на электронную структуру рассматриваемых соединений. Методом лазерной абляции реализованы различные варианты создания сложных структур, композитов, допирования – совместный синтез, соосаждение, пропитка и проведено изучение и сравнение свойств материалов BSO-TiO2, BSO-TiO2, Pt/BSO, полученных разными способами, а также влияние температуры отжига. Установлено, что в композитах стабилизируется аморфная структура абляционного силиката висмута, а также определено влияние структуры на оптические свойства. Проведено моделирование полученных экспериментальных спектров электрохимического импеданса, рассчитаны модели эквивалентных электрических схем для границы раздела полупроводник/раствор. На основании созданных моделей сделаны предположения относительно механизмов процессов, протекающих на границе раздела полупроводник/жидкая среда. Из полученных моделей извлечены параметры, позволяющие количественно охарактеризовать систему. Определена фотокаталитическая активность синтезированных на данном этапе материалов, включая оксиды титана, висмута, силикаты висмута, полученные различными методами и композиты различного состава в процессах получения водорода, фотокаталитической деградации водных растворов фенолов и красителей. Определены эффективность (в т.ч. в сравнении с материалами, синтезированными на предыдущих этапах) механизмы разложения родамина Б и фенола для разных фотокатализаторов и источников возбуждения, константы скорости распада, влияние длины волны возбуждения, стабильность BSO; разработана компактная установка для тестирования фотокаталитической активности материалов в реакции разложения водорода с LED источниками, проведены тестовые исследования и показана возможность генерации водорода на силикатах висмута из водных растворов метанола, промежуточно достигнута хорошая эффективность для катализаторов на основе диоксида титана. Направление 4 Приготовлены катализаторы на основе диоксида марганца со структурой криптомелана, модифицированные железом с добавками Pd в количестве 1, 2, 3 мас. % и/ или Ag 1–5 мас. % при варьировании природы предшественника Pd. Проведенные исследования стабильности в реакции окисления СО для модифицированных катализаторов, показали, что немодифицированный переходными металлами образец OMS-2 постепенно снижал свою активность после 100 ч тестирования (36 000 1/ч и О2/СО =8/1), а при условиях 36 000 1/ч и О2/СО =21/1 его активность резко снижалась уже после 25 ч тестирования, в то время как модифицированные Fe-, Sn-, Ce-OMS-2 катализаторы сохраняли активность в течение не менее 100 ч. Катализаторы, содержащие Fe и Sn, проявили практически одинаковую активность, которая несколько снизилась в первые часы тестирования, после чего вышла на стабильные 85–86 %. Наиболее активным был катализатор Ce-OMS-2, для которого была получена наибольшая конверсия при более низкой температуре, возросшая на 11 % в процессе тестирования. Введение 1 мас. % Pd позволило существенно увеличить активность модифицированного железом OMS-2 в реакции окисления СО, экспериментальное определенные значения Еа снизились от 44 до 27 кДж/моль. Определены каталитические свойства синтезированных OMS-2 образцов, модифицированных Fe3+ в соотношении Mn/M=20/1, с добавками Ag и/или Pd, в реакциях окисления этанола и формальдегида. Синергетический эффект Fe–Mn–Ag удалось достичь в случае катализатора Fe-OMS-2(20/1)+Ag в реакции селективного окисления этанола. Введение 5 мол. % Fe в MnO2 со структурой ОМS-2 позволил получить катализатор, в котором катионы Fe хорошо диспергированы без образования отдельных фаз. Последующее нанесение Ag на Fe-OMS-2(20/1) и OMS-2 привело к получению образца с высоким содержанием адсорбированных форм кислорода на поверхности (данные РФЭС), что играет ключевую роль и приводит к получению катализаторов с высокой активностью (Т80 = 150–155 °С) и селективностью (93 %) по ацетальдегиду. Введение добавок Pd и/или Ag в модифицированный железом OMS-2 привело к увеличению активности катализатора в реакции глубокого окисления формальдегида: добавление 1 мас. % Pd к 3 мас. Ag привело к существенному увеличению активности такого катализатора в реакции окисления формальдегида: T50 = 114 °С, T90 = 126 °С (120 000 h-1), повышение содержания Pd до 2 мас. % / 2 мас. % Ag в составе Fe-OMS-2 (20/1) сопровождается увеличением активности (T50 = 79 °С, T90 = 88 °С) в окислении формальдегида в СО2. Список публикаций за отчетный период 1. Yu. Belik, T. Kharlamova, A. Vodyankin, V. Svetlichnyi, O. Vodyankina, Mechanical activation for soft synthesis of bismuth silicates Ceramics International (2020 г.) WOS SCOPUS Q1 2. Ol.Yu. Vodorezova, I.N. Lapin, T. I. Izaak, Formation of the open-cell foam structures in tetraethoxysilane-based gelling systems, J. Sol-Gel Sci.Technol (2020 г.) WOS SCOPUS Q2 3. S. Galanov, O. Sidorova, O. Magaev, The MnOx-Al2O3 catalysts in the reaction of С1-С3 hydrocarbons deep oxidation IOP Publishing (2020 г.) SCOPUS 4. V. A. Svetlichnyi, E. D. Fakhrutdinova, T. S. Nazarova, S. A. Kulinich, O.V. Vodyankina, Comparative Study of Bismuth Composites Obtained via Pulsed Laser Ablation in a Liquid and in Air for Photocatalytic Application. Solid State Phenomena (2020 г.) WOS SCOPUS Q3 5. Sergey Ten, Viktoriia V. Torbina, Vladimir I. Zaikovskii, Sergei A. Kulinich, Olga V. Vodyankina, Bimetallic AgPd/UiO-66 Hybrid Catalysts for Propylene Glycol Oxidation into Lactic Acid, Materials (2020 г.) WOS SCOPUS Q2 6. E. D. Fakhrutdinova, A.V. Shabalina, M.A. Gerasimova, A. L. Nemoykina, O.V. Vodyankina, V.A. Svetlichnyi, Highly Defective Dark Nano Titanium Dioxide: Preparation via Pulsed Laser Ablation and Application, Materials (2020 г.) WOS SCOPUS Q2 7. M. Grabchenko, G. Pantaleo, F. Puleo, O. Vodyankina, L.F. Liotta, Ni/La2O3 catalysts for dry reforming of methane: Effect of La2O3 synthesis conditions on the structural properties and catalytic performances International Journal of Hydrogen Energy (2021 г.) WOS SCOPUS Q1 8. A.A. Vodyankin, Yu.A. Belik, V.I. Zaikovskii, O.V. Vodyankina, Investigating the influence of silver state on electronic properties of Ag/Ag2O/TiO2 heterojunctions prepared by photodeposition Journal of Photochemistry & Photobiology A: Chemistry (2021 г.) WOS SCOPUS Q1 9. K. L. Timofeev, O. Vodyankina, Selective oxidation of bio-based platform molecules and its conversion products over metal nanoparticle catalysts: A review, Reaction Chemistry & Engineering (2021 г.) WOS SCOPUS Q1 Информационные ресурсы в сети Интернет посвященные проекту: Новость на сайте Национального исследовательского Томского государственного университета «В ТГУ химики из разных стран обсудят перспективы развития катализа», http://www.tsu.ru/news/v-tgu-khimiki-iz-raznykh-stran-obsudyat-perspektiv/ Новость на сайте Национального исследовательского Томского государственного университета «ТГУ и ИХТЦ принимают участие в международной выставке и форуме «Химия»», http://www.tsu.ru/short_news/tgu-i-ikhtts-primut-uchastie-v-mezhdunarodnoy-vystavke-i-forume-khimiya/ Новость на сайте Лаборатории новых материалов и перспективных технологий СФТИ ТГУ «Научный сотрудник лаборатории Елена Фахрутдинова представила результаты исследований по созданию фотокатализаторов на основе силикатов висмута для экологии и зеленой энергетики», http://amtlab.ru Новость на сайте Лаборатории новых материалов и перспективных технологий СФТИ ТГУ «Анастасия Шабалина приняла участие в работе XI Международной конференции «Современные методы в теоретической и экспериментальной электрохимии», http://amtlab.ru Новость на сайте Национального исследовательского Томского государственного университета «ТГУ представил 20 разработок на национальной выставке «Вузпромэкспо»» Перечень демонстрируемых экспонатов ТГУ на Выставке «ВУЗПРОМЭКСПО-2020». ЭЛЕКТРОННЫЙ КАТАЛОГ http://www.tsu.ru/upload/iblock/%D0%9F%D0%B5%D1%80%D0%B5%D1%87%D0%B5%D0%BD%D1%8C%20%D0%B4%D0%B5%D0%BC%D0%BE%D0%BD%D1%81%D1%82%D1%80%D0%B8%D1%80%D1%83%D0%B5%D0%BC%D1%8B%D1%85%20%D1%8D%D0%BA%D1%81%D0%BF%D0%BE%D0%BD%D0%B0%D1%82%D0%BE%D0%B2%20%D0%A2%D0%93%D0%A3%20%D0%BD%D0%B0%20%D0%92%D1%83%D0%B7%D0%BF%D1%80%D0%BE%D0%BC%D1%8D%D0%BA%D1%81%D0%BF%D0%BE%202020.pdf

 

Публикации

1. - В ТГУ химики из разных стран обсудят перспективы развития катализа Новость на сайте Национального исследовательского Томского государственного университета, 02.10.2020 (год публикации - ).

2. - ТГУ и ИХТЦ принимают участие в международной выставке и форуме «Химия» Новость на сайте Национального исследовательского Томского государственного университета, 28.10.2020 (год публикации - ).

3. - Научный сотрудник лаборатории Елена Фахрутдинова представила результаты исследований по созданию фотокатализаторов на основе силикатов висмута для экологии и зеленой энергетики Новость на сайте Лаборатории новых материалов и перспективных технологий СФТИ ТГУ, 28.09.2020 (год публикации - ).

4. - Анастасия Шабалина приняла участие в работе XI Международной конференции «Современные методы в теоретической и экспериментальной электрохимии» Новость на сайте Лаборатории новых материалов и перспективных технологий СФТИ ТГУ, 14.09.2020 (год публикации - ).

5. - «ТГУ представил 20 разработок на национальной выставке «Вузпромэкспо»». Перечень демонстрируемых экспонатов ТГУ на Выставке «ВУЗПРОМЭКСПО-2020». ЭЛЕКТРОННЫЙ КАТАЛОГ Новость на сайте Национального исследовательского Томского государственного университета, 10.12.2020 (год публикации - ).

6. Белик Ю.А., Фахрутдинова Е.Д., Светличный В.А., Водянкина О.В. Effect of preparation method on photocatalytic activity of Bi-based composites in RhB and phenol photodegradation» International Conference on Environmental Catalysis (ICEC), P. 21 (год публикации - 2020).

7. Белик Ю.А., Фахрутдинова Е.Д., Светличный В.А., Водянкина О.В. Effect of preparation conditions on photocatalytic performance of Bi-based composites CATALYSIS: FROM SCIENCE TO INDUSTRY. Proceedings of VI International scientific school-conference for young scientists, Tomsk / Tomsk State University. − Tomsk: “Ivan Fedorov” publishing, 2020. p. 21 (год публикации - 2020).

8. Белик Ю.А., Харламова Т.С., Водянкин А.А., Светличный В.А., Водянкина О.В. Mechanical activation for soft synthesis of bismuth silicates Ceramics International, Ceramics International 46 (2020) 10797–10806 (год публикации - 2020).

9. Верхов В.В., Кадете Сантос Айрес Ф.Ж., Соболев В.И., Водянкина О.В. Catalytic oxidation of formaldehyde over modified MnO2 catalysts with OMS-2 structure CATALYSIS: FROM SCIENCE TO INDUSTRY. Proceedings of VI International scientific school-conference for young scientists, Tomsk / Tomsk State University. − Tomsk: “Ivan Fedorov” publishing, 2020. p. 73 (год публикации - 2020).

10. Водорезова О.Ю., Лапин И.Н., Изаак Т.И. Formation of the open-cell foam structures in tetraethoxysilane-based gelling systems Journal of Sol-Gel Science and Technology, Journal of Sol-Gel Science and Technology, Volume 94, Issue 2, 1 May 2020, Pages 384-392 (год публикации - 2020).

11. Водянкин А.А., Белик Ю.А., Зайковский В.И., Водянкина О.В. Investigating the influence of silver state on electronic properties of Ag/Ag2O/TiO2 heterojunctions prepared by photodeposition Journal of Photochemistry & Photobiology A: Chemistry, - (год публикации - 2021).

12. Водянкина О.В. Селективное окисление молекул-платформ и продуктов их переработки на металлсодержащих катализаторах Сборник тезисов. Новые каталитические процессы глубокой переработки углеводородного сырья и биомассы. Четвёртая школа молодых учёных. Красноярск / Институт катализа СО РАН – Новосибирск: ИК СО РАН, Красноярск / Институт катализа СО РАН – Новосибирск: ИК СО РАН, 2020. с. 8. (год публикации - 2020).

13. Водянкина О.В. НОВЫЕ КАТАЛИЗАТОРЫ И КАТАЛИТИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ ПЕРЕРАБОТКИ БИОВОЗОБНОВЛЯЕМОГО СЫРЬЯ Сборник тезисов докладов VI Всероссийской научной молодёжной школы-конференции «Химия под знаком СИГМА: исследования, инновации, технологии», Институт катализа СО РАН, Омск / Институт катализа СО РАН – Новосибирск: ИК СО РАН, 2020. с.13-14. (год публикации - 2020).

14. Галанов С.И., Сидорова О.И., Магаев О.В. The MnOx-Al2O3 catalysts in the reaction of С1-С3 hydrocarbons deep oxidation IOP Publishing, Journal of Physics: Conference Series, Volume 1611, The XVII International Conference on Prospects of Fundamental Sciences Development 21-24 April 2020, Tomsk, Russian Federation (год публикации - 2020).

15. Голубовская А.Г., Фахрутдинова Е.Д., Светличный В.А. Bismuth silicates nanoparticles synthesized by pulsed laser ablation for photocatalytic applications CATALYSIS: FROM SCIENCE TO INDUSTRY. Proceedings of VI International scientific school-conference for young scientists, Tomsk / Tomsk State University. − Tomsk: “Ivan Fedorov” publishing, 2020. p. 50 (год публикации - 2020).

16. Грабченко M., Дорофеева Н., Ларичев Ю., Лиотта Л., Водянкина О. Синтез и исследование никелевых катализаторов на основе упорядоченного SBA-15, модифицированного оксидами La, Ce и Mn Сборник тезисов. Новые каталитические процессы глубокой переработки углеводородного сырья и биомассы. Четвёртая школа молодых учёных. Красноярск / Институт катализа СО РАН – Новосибирск: ИК СО РАН, Красноярск / Институт катализа СО РАН – Новосибирск: ИК СО РАН, 2020. с. 52. (год публикации - 2020).

17. Грабченко М.В., Панталео Дж., Пулео Ф., Водянкина О.В., Лиотта Л.Ф. Ni/La2O3 catalysts for dry reforming of methane: Effect of La2O3 synthesis conditions on the structural properties and catalytic performances International Journal of Hydrogen Energy, - (год публикации - 2021).

18. Дубинина О.В., Шабалина А.В., Готовцева Е.Ю. ИЗУЧЕНИЕ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ СВОЙСТВ СОЕДИНЕНИЙ НА ОСНОВЕ СИЛИКАТОВ ВИСМУТА ДЛЯ ПРИМЕНЕНИЯ В ФОТО- И ЭЛЕКТРОКАТАЛИЗЕ «Современные методы в теоретической и экспериментальной электрохимии», XI Международная научная конференция. Тезисы докладов. Иваново: Институт химии растворов им. Г.А. Крестова РАН, XI Международная научная конференция «Современные методы в теоретической и экспериментальной электрохимии». Тезисы докладов. Иваново: Институт химии растворов им. Г.А. Крестова РАН. с. 23 (год публикации - 2020).

19. Кульчаковская Е.В., Харламова Т.С., Верхов В.В., Труфанов В.О., Кадете Сантос Айрес Ф.Ж., Соболев В.И., Водянкина О.В. Catalytic oxidation of CO over Fe-, Sn-, and Ce-modified MnO2 catalysts CATALYSIS: FROM SCIENCE TO INDUSTRY. Proceedings of VI International scientific school-conference for young scientists, Tomsk / Tomsk State University. − Tomsk: “Ivan Fedorov” publishing, 2020. p. 67 (год публикации - 2020).

20. Курманбаева К., Тимофеев К.Л., Тен С., Водянкина О.В. Immobilization of gold-silver nanoparticles in porous space UiO-66 CATALYSIS: FROM SCIENCE TO INDUSTRY. Proceedings of VI International scientific school-conference for young scientists, Tomsk / Tomsk State University. − Tomsk: “Ivan Fedorov” publishing, 2020. p. 29 (год публикации - 2020).

21. Назарова Т.С., Фахрутдинова Е.Д., Светличный В.А. Optical and photocatalytic properties of bismuth nanoparticles synthesized by pulsed laser ablation in water and air media CATALYSIS: FROM SCIENCE TO INDUSTRY. Proceedings of VI International scientific school-conference for young scientists, Tomsk / Tomsk State University. − Tomsk: “Ivan Fedorov” publishing, 2020. p. 68 (год публикации - 2020).

22. Светличный В.А., Фахрутдинова Е.Д., Назарова Т.С., Кулинич С.А., Водянкина О.В. Comparative Study of Bismuth Composites Obtained via Pulsed Laser Ablation in a Liquid and in Air for Photocatalytic Application Solid State Phenomena, Solid State Phenomena, 2020, Vol. 312, pp 172-178 (год публикации - 2020).

23. Светличный В.А., Фахрутдинова Е.Д., Назарова Т.С., Кулинич С.А., Водянкина О.В. Comparative study of bismuth structures obtained via pulsed laser ablation in a liquid and in air Fifth Asian School-Conference on Physics and Technology of Nanostructured Materials. Vladivostok: Dalnauka Publishing., Fifth Asian School-Conference on Physics and Technology of Nanostructured Materials, Vladivostok, Russia, July 30 – August 03, 2020: Proceedings. – Vladivostok : Dalnauka Publishing. p. 62 (год публикации - 2020).

24. Тен С., Курманбаева К., Гавриленко Е.А., Светличный В.А., Водянкина О.В. Glycerol oxidative conversion over Au NPs obtained by PLAL technique CATALYSIS: FROM SCIENCE TO INDUSTRY. Proceedings of VI International scientific school-conference for young scientists, Tomsk / Tomsk State University. − Tomsk: “Ivan Fedorov” publishing, 2020. p. 59 (год публикации - 2020).

25. Тен С., Тимофеев К.Л., Водянкина О.В., Курманбаева К., Красников А.А., Тараненко С. ИММОБИЛИЗАЦИЯ СЕРЕБРОСОДЕРЖАЩИХ НАНОЧАСТИЦ В ПОРАХ МЕТАЛЛОРГАНИЧЕСКОГО КООРДИНАЦИОННОГО ПОЛИМЕРА UIO-66 Сборник тезисов докладов VI Всероссийской научной молодёжной школы-конференции «Химия под знаком СИГМА: исследования, инновации, технологии», Институт катализа СО РАН, Омск / Институт катализа СО РАН – Новосибирск: ИК СО РАН, 2020. с. 122-123 (год публикации - 2020).

26. Тен С., Торбина В.В., Водянкина О.В. КАТАЛИЗАТОР ДЛЯ ЖИДКОФАЗНОЙ КОНВЕРСИИ ГЛИЦЕРИНА В МОЛОЧНУЮ КИСЛОТУ И СПОСОБ ЕГО ПОЛУЧЕНИЯ -, 2731184 (год публикации - ).

27. Тен С., Торбина В.В., Зайковский В.И., Кулинич С.А., Водянкина О.В. Bimetallic AgPd/UiO-66 Hybrid Catalysts for Propylene Glycol Oxidation into Lactic Acid Materials, Materials 2020, 13(23), 5471 (год публикации - 2020).

28. Тимофеев К.Л., Водянкина О.В. Selective oxidation of bio-based platform molecules and its conversion products over metal nanoparticle catalysts: A review Reaction Chemistry & Engineering, - (год публикации - 2021).

29. Тимофеев К.Л., Тен С., Курманбаева К., Водянкина О.В. ИММОБИЛИЗАЦИЯ ЗОЛОТОСЕРЕБРЯНЫХ НАНОЧАСТИЦ В ПОРИСТОМ ПРОСТРАНСТВЕ UIO-66 Сборник тезисов докладов VI Всероссийской научной молодёжной школы-конференции «Химия под знаком СИГМА: исследования, инновации, технологии», Институт катализа СО РАН, Омск / Институт катализа СО РАН – Новосибирск: ИК СО РАН, 2020. с. 124-125 (год публикации - 2020).

30. Фахрутдинова E.Д., Голубовская А.Г., Светличный В.А. ОПТИЧЕСКИЕ И ФОТОКАТАЛИТИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА СИЛИКАТА ВИСМУТА, ПОЛУЧЕННОГО МЕТОДОМ ЛАЗЕРНОЙ АБЛЯЦИИ Первая Всероссийская научная конференция с международным участием "Енисейская фотоника". Тезисы докладов. 14–19 сентября 2020 года, Красноярск. – Изд-во ИФ СО РАН, Первая Всероссийская научная конференция с международным участием. Тезисы докладов. Красноярск. – Изд-во ИФ СО РАН. с. 95-96 (год публикации - 2020).

31. Фахрутдинова Е.Д., Шабалина А.В., Герасимова М.А., Немойкина А.Л., Водянкина О.В., Светличный В.А. Highly Defective Dark Nano Titanium Dioxide: Preparation via Pulsed Laser Ablation and Application Materials, Materials 2020, 13, 2054 (год публикации - 2020).

32. Фетисова А.А., Дорофеева Н.В., Водянкина О.В. Formation of nickel particles on the surface of Ni/La2O3 catalyst CATALYSIS: FROM SCIENCE TO INDUSTRY. Proceedings of VI International scientific school-conference for young scientists, Tomsk / Tomsk State University. − Tomsk: “Ivan Fedorov” publishing, 2020. p. 36 (год публикации - 2020).

33. Шабалина А.В., Дубинина О.В., Водянкина О.В. Анализ спектров электрохимического импеданса, полученных для полупроводниковых фотокатализаторов на основе силикатов висмута в различных электролитах X ЮБИЛЕЙНАЯ ВСЕРОССИЙСКАЯ КОНФЕРЕНЦИЯ ПО ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКИМ МЕТОДАМ АНАЛИЗА «ЭМА-2020». Тезисы докладов. Казань: Издательство Казанского университета, X ЮБИЛЕЙНАЯ ВСЕРОССИЙСКАЯ КОНФЕРЕНЦИЯ ПО ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКИМ МЕТОДАМ АНАЛИЗА «ЭМА-2020». Тезисы докладов. Казань: Издательство Казанского университета. с. 58-59 (год публикации - 2020).