Фото: Директор ИФХЭ РАН, член-корреспондент РАН Алексей Константинович Буряк / © Ольга Макарова
Участников Чтений приветствовал директор ИФХЭ РАН, член-корреспондент РАН Алексей Константинович Буряк. Он поздравил председателя оргкомитета «Х Дубининских чтений», доктора физико-математических наук, заведующего лабораторией сорбционных процессов ИФХЭ РАН Анатолия Алексеевича Фомкина с получением в 2023 году звания «заслуженный деятель науки РФ».
Во вступительном докладе Анатолий Алексеевич Фомкин сказал, что ИФХЭ РАН и Научный совет РАН по физической химии являются базовой организацией по проведению научных мероприятий, связанных с проблемами адсорбции.
Академик Михаил Михайлович Дубинин внёс большой вклад в развитие фундаментальных проблем адсорбции, различных аспектов адсорбционных явлений, методов исследования, включая хроматографию.
Основанные М.М. Дубининым отдел сорбционных процессов и лаборатории отдела продолжают развивать начатые при нём работы. С каждым годом методы и технологии академика М.М. Дубинина усовершенствуются и позволяют создавать материалы с новыми уникальными свойствами.
Работы ИФХЭ РАН по адсорбции получили высокую оценку российских и зарубежных коллег. В последние годы особый резонанс вызвали работы по новой технологии адсорбированного природного газа, развиваемые при поддержке ПАО «Газпром». Для нее рассматриваются три направления применения: использование адсорбированного газа в качестве моторного топлива для двигателей автомобилей; транспортировка природного газа в адсорбированном состоянии для удаленных потребителей; наземное хранение больших объемов газа для промышленных потребителей с неравномерным (сезонным) потреблением газа и для случаев чрезвычайных ситуаций. Было получено 8 патентов, в том числе зарубежных. Теперь стоит задача привлечь финансирование и широко распространить эту технологию ради развития газотранспортной системы России.
«Эти фундаментальные исследования начались в 80-е годы. Шло накопление материала, которое перешло в определенное качество, и сегодня мы можем его продвинуть в жизнь людей», – сказал Анатолий Алексеевич.
С докладом «Метод эталонной контактной порометрии» выступил главный научный сотрудник лаборатории процессов в химических источниках тока ИФХЭ РАН, доктор химических наук, профессор Юрий Миронович Вольфкович. Он отметил, что метод МЭКП основан на законах капиллярного равновесия. Согласно МЭКП, путем взвешивания в процессе сушки или пропитки измеряют равновесную зависимость объема смачивающей жидкости в исследуемом образце как функцию от объема жидкости в пористом эталоне. По сравнению с другими порометрическими методами, МЭКП позволяет проводить измерения в наиболее широком диапазоне размеров пор и превосходит по этому параметру даже главного конкурента – метод вдавливания ртути. Этот метод даёт полностью воспроизводимые результаты и позволяет исследовать гидрофильные и гидрофобные свойства материалов.
Фото: Доктор химических наук, профессор Юрий Миронович Вольфкович, ИФХЭ РАН / © Ольга Макарова
Методом МЭКП были исследованы самые разные материалы: электроды, катализаторы, мембраны, сепараторы, компоненты топливных элементов и других химических источников тока, суперкоденсаторов и электролизеров; катализаторы химических реакций, адсорбенты, фильтры, бумага (обычная и банкнотная); углеродные наноматериалы, угли, графиты; различные композиционные материалы; стройматериалы, керамика, металлокерамика; теплоизоляционные материалы, ткани; полимерные материалы, в том числе проводящие полимеры; лекарственные препараты, искусственная кожа; природные материалы (нефте-, газоносные и другие породы, почвы, грунты, торфы); биологические материалы (древесина, кожа и кости животных, ферментативные катализаторы, и др.). МЭКП одобрен IUPAC – международной организацией, занимающейся, в том числе, разработкой стандартов и эталонов для научных исследований.
Автоматический эталонный поромер Porotech используется в различных организациях РФ, Японии, Канады, США, ФРГ, Дании, Ирана, Турции. Этот роботизированного типа поромер содержит робот-манипулятор, который, действуя по специальной компьютерной программе, ставит исследуемый образец и эталоны на электронные весы, приводит их в контакт и перемещает в камеру сушки и обратно. Другая компьютерная программа обрабатывает результаты и выдает кривые распределения пор по размерам и другую порометрическую информацию.
С докладом «Адсорбция водорода на переходных металлах и катализаторах на их основе» выступил старший научный сотрудник ФГБОУ ВО «Ивановский государственный химико-технологический университет» (Иваново), доктор химических наук Дмитрий Алексеевич Прозоров.
Фото: Доктор химических наук Дмитрий Алексеевич Прозоров, ФГБОУ ВО «ИГХТУ» / © Ольга Макарова
Он сказал, что предсказание каталитической активности является основной задачей науки о катализе. Подходы к решению такой задачи традиционно состоят в поиске корреляций либо структуры, либо адсорбционных свойств катализатора с его активностью. Подходы к синтезу катализаторов достаточно однотипны: не столько меняются методы, сколько варьируются условия проведения отдельных реакций. Таким образом, появляется ряд катализаторов, близких по химическому составу, но с различными адсорбционными свойствами, которые позволяют данный катализатор восстанавливать отдельной функциональной группой. При рассмотрении реакций гидрирования, одной из важнейших характеристик катализаторов является способность к адсорбции водорода. Известно до десяти адсорбционных форм водорода на поверхности переходных металлов, различающихся по типу и энергии связи. Уточнение процессов адсорбции водорода позволяет определить оптимальные характеристики катализаторов на основе переходных металлов и задать условия для их промышленного синтеза.
Материал подготовлен: Ольга Макарова / Пресс-служба ИФХЭ РАН