КАРТОЧКА ПРОЕКТА ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ И ПОИСКОВЫХ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ,
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 проекта 24-23-20083
НазваниеУглеродные материалы, допированные азотом - новые носители катализаторов нефтехимических процессов
Руководитель Шляпин Дмитрий Андреевич, Кандидат химических наук
Организация финансирования, регион Федеральное государственное бюджетное учреждение науки "Федеральный исследовательский центр "Институт катализа им. Г.К. Борескова Сибирского отделения Российской академии наук" , Омская обл
Конкурс №90 - Конкурс 2024 года «Проведение фундаментальных научных исследований и поисковых научных исследований малыми отдельными научными группами» (региональный конкурс)
Область знания, основной код классификатора 03 - Химия и науки о материалах; 03-601 - Химия новых неорганических функциональных и наноразмерных материалов
Ключевые слова углеродные материалы, допирование азотом, аммиак, носители катализаторов, катализаторы, палладий, гидрирование, ацетилен, этилен
Код ГРНТИ81.09.03
ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ
Аннотация
Проект направлен на решение фундаментальной задачи материаловедения, связанной с разработкой научных основ технологии модифицирования углеродных материалов гетероатомами в целях придания им специфических потребительских свойств (адсорбционных, электрофизических, механических и др.). Особая привлекательность углеродных материалов в качестве объектов исследования связана с возможностью варьирования в широких пределах их структуры и текстурных характеристик. Допирование углеродных материалов азотом можно использовать для направленного регулирования взаимодействия поверхности углеродных материалов с активным компонентом - при создании катализаторов, адсорбатом - при создании селективных сорбентов, другим материалом - при создании композиционных материалов. В данном исследовании будет разработана методика допирования азотом углеродного материала Сибунит для использования в качестве носителя палладиевых катализаторов процессов селективного гидрирования. Выбор Сибунита в качестве объекта исследования связан с тем, что этот материал обладает уникальными адсорбционными свойствами, текстурными и структурными характеристиками, позволяющими рассматривать его в качестве перспективного носителя катализаторов, кроме того, этот материал производится по технологии "матричного синтеза" только на территории Омского региона. В качестве источника азота будет выбран аммиак - широко доступное соединение, являющиеся одним из наиболее массово производимых продуктов современной химической промышленности. В работе впервые будут детально исследованы закономерности взаимодействия аммиака с углеродом в составе Сибунита, будет подробно изучено влияние условий модифицирования Сибунита аммиаком на природу, содержание и локализацию N-содержащих центров в структуре углеродного материала, что позволит установить механизм связывания азота. Азотсодержащие центры, встроенные в углеродную матрицу, могут принимать участие в закреплении предшественников металлов, обеспечивая высокую дисперсность нанесённых металлических частиц, а также изменять электронное состояние активного компонента. На основе полученных N-Сибунит носителей будут синтезированы Pd-катализаторы с улучшенными свойствами за счет специфического взаимодействия активных Pd-центров с N-центрами на поверхности Сибунита. Свойства образцов будут исследованы в реакции селективного гидрирования ацетилена с получением этилена - важнейшего продукта нефтехимии. Процесс селективного гидрирования ацетилена в этилен является одной из основных стадий, разрабатываемых в настоящее время технологий GTL (Gas to Liquid – газ в жидкость) по переработке природного и попутного нефтяных газов в моторные топлива. Научная новизна выбранной темы обусловлена практически полным отсутствием в настоящее время систематических исследований, связанных с закономерностями внедрения атомов азота в структуру углеродных материалов, при использовании такого азотсодержащего агента, как аммиак, а также уникальностью самого углеродного материала Сибунита, технология получения которого не имеет аналогов в мире.