На главную
Українська English
ГлавнаяНАУЧНЫЕ ПОДРАЗДЕЛЕНИЯОТДЕЛ КАТАЛИТИЧЕСКИХ ОКИСЛИТЕЛЬНО-ВОССТАНОВИТЕЛЬНЫХ ПРОЦЕССОВ

ОТДЕЛ КАТАЛИТИЧЕСКИХ ОКИСЛИТЕЛЬНО-ВОССТАНОВИТЕЛЬНЫХ ПРОЦЕССОВ

Заведующий отделом - Орлик Светлана Никитична

доктор химических наук, профессор, член-корреспондент НАН Украины

тел.:(044)525-66-78,  E-mail: orlyk@inphyschem-nas.kiev.ua; Sorlyk@yahoo.co.uk

Отдел создан в октябре 2000 г., в отделе работают 2 доктора наук и 5 кандидатов наук, которые являются последователями известной украинской школы катализа академика В.А.Ройтера (чл.-корр. НАН Украины В.М.Власенко, проф. Г.П. Корнейчук, проф. В.Я. Вольфсон, проф. В.М. Белоусов).

Основные направления исследований

- Развитие фундаментальных основ разработки новых окислительно-восстановительных процессов экологического катализа и водородной энергетики.

- Развитие научных основ структурно-функционального дизайна катализаторов обезвреживания техногенных газовых выбросов мобильных и стационарных источников (СО, NOx, CnHm, О3), каталитического сжигания углеводородного топлива, превращения парниковых газов (СО2, СН4, N2O).

- Кинетика и механизм окислительно-восстановительных реакций с участием оксидов углерода, оксидов азота, оксидов серы, углеводородов, оксигенатов.

Наиболее важные результаты за последние годы

- Разработана концепция в отношении комбинированного влияния окислительно-восстановительных и кислотно-основных свойств катализаторов в редокс-превращениях оксидов азота(І, ІІ) и метана.

- Разработана двухступенчатая технология очистки отработанных газов двигателей внутреннего сгорания, которая включает:

     1) сажевые фильтры из синтетического кордиерита сотовой структуры со сформированным каталитическим покрытием в виде сложных оксидов меди, хрома, кобальта, нанесенных на оксид алюминия;

     2) эффективные катализаторы трехмаршрутных превращений (СО/СnHm/NOx) – (Pd,Pt,Rh)-ОРЗЕ(La,Ce)/γ-Al2O3/кордиерит.

r1

- Разработаны процессы селективного восстановления оксидов азота(І,ІІ) (СКВ) на структурированных катализаторах восстановителями различной химической природы – аммиаком (ванадий-титановые и оксидные сложной композиции (Cu, Fe, Cr/Al2O3)); С14-углеводородами и монооксидом углерода (CoO/(НZSM5–Al2O3)/кордиерит, CoO/ZrO2/каолин-аэросил, Pd/Со3О4-CeO2/кордиерит) для очистки от оксидов азота выбросов нитрозных газов, промышленных теплоагрегатов (ТЭЦ, ТЭС), газотурбинных и дизельгенераторных установок.

- Разработан процесс беспламенного каталитического сжигания (глубокого окисления) углеводородного топлива (природного газа) на сложных оксидных катализаторах структуры шпинели:
/(Mn, La, Sr, Ba)/χ,γ-Al2O3, МеIIFeIII2O4 (Me=Mn, Co, Ni)/, сформированных на поверхности структурированных носителей, в частности MnxОy/ZrО2/каолин-аэросил, для каталитических генераторов тепла (КГТ), камер сгорания газовых турбин.

r2

- Разработаны процессы водородной энергетики:

Комбинированный риформинг (окси-паровая конверсия) природного газа (метана и его гомологов С24) на структурированных никель-алюмооксидных катализаторах, модифицированных оксидами редкоземельных элементов (ОРЗЭ).

     Впервые (в Европе и странах СНГ) реализован процесс три-риформинга метана (ТРМ) – синергетической комбинации парового и углекислотного риформинга с парциальным окислением метана) в присутствии структурированных катализаторов Ni/(CeO2,La2O3)/Al2O3/кордиерит, которые обеспечивают стабильное протекание ТРМ с высокими конверсиями СН4 и СО2, регулированным соотношением H2/CO (1,4÷2,5) в синтез-газе в условиях термонейтрального режима.

Процессы окислительного превращения природного газа (ГОМ, ПОМ, ПКМ, ОПКМ, УКМ, ТРМ) на прототипах анодных материалов твердооксидных топливных элементов (ТОПЭ) – оксидных композитах, допированных металлами платиновой группы на основе стабилизированного диоксида циркония МПГ-CuО-NiО/[Y(Sc)SZ+CeO2].

r3

     Процессы риформинга метанола – разложение, кислородная и паровая конверсии, комбинированный риформинг – на структурированных металлоксидных катализаторах Cu-ZnO-MxOy/Al2O3/кордиерит (M: Ce, Cr, Ni) обеспечивают  выход водорода 75-90%, →100%.

r4

Награды сотрудников отдела:     

Государственной премией Украины в области науки техники удостоены С.Н. Орлик и С.А. Соловьев (в составе авторского коллектива) за цикл работ “Адсорбированные слои на поверхности переходных металлов: структура, электронные процессы, трение, кинетика формирования, катализ” (2008).

Премией Президента Украины для молодых ученых удостоена работа Т.В. Миронюк, М.Р. Канцерова, О.В. Мохначук „Структурно-функциональный дизайн новых катализаторов обезвреживания техногенных газовых выбросов и каталитического сжигания топлив” (2007).

Научные связи

Отдел сотрудничает с Университетом Пьера и Марии Кюри (Париж, Франция) по разработке новых катализаторов для окислительно-восстановительных процессов с участием NOx, CnHm, CnHmOl и подготовке молодых ученых (с 2012 г.); Институтом проблем материаловедения им. И.Н.Францевича НАНУ по разработке блочных носителей сотовой структуры катализаторов, прототипов анодных материалов ТОПЭ; Институтом катализа
им. Г.К. Борескова СО РАН по процессам водородной энергетики. В рамках украино-индийского исследовательского проекта с Университетом г. Дибругар, штат Ассам, Индия (2008-2010). В рамках проекта „Разработка катализаторов для очистки газовых выбросов автомобилей со сниженным содержанием платиновых металлов для автомобилей производства КНР” с Чанчунским университетом науки и технологий, г.Чанчунь, КНР (2006-2008).

Научные сотрудники отдела

Соловьев Сергей Александрович, доктор химических наук, тел. +38(044)525-6670, E-mail: soloviev@inphyschem-nas.kiev.ua

Капран Андрей Юрьевич, кандидат химических наук , Тел. +38(044) 5256222, E-mail: ayukapran@ukr.net

Канцерова Марина Рашидовна, кандидат химических наук, Тел. +38 (044) 5256775, E-mail: mkantserova@ukr.net

Бойчук Татьяна Михайловна, кандидат химических наук, Тел. +38 (044) 5256776,E-mail: boichuk_tm@ukr.net

Кириенко Павел Иванович, кандидат химических наук, Тел. +38 (044) 5256222,E-mail: pavlo_kyriienko@ukr.net

Список избранных научных работ

  • Орлик С. Н., Миронюк Т. В., Бойчук Т. М., Структурно-функциональный дизайн катализаторов конверсии оксидов азота(I), (II). // Теорет. и эксперим. химия.- 2012. – 48, № 2.- С.67-87.
  • 2. Соловьев С.А., Губарени Е.В., Курилец Я.П., Орлик С.Н. Три‑риформинг метана на структурированных Ni‑содержащих катализаторах. //   Теорет. и эксперим. химия.- 2012. – 48, № 3.- С.184-190.
  • Soloviev S.O., Kyriienko P.I., Popovych N.O.. Effect of CeO2 and Al2O3 on the activity of Pd/Co3O4/cordierite catalyst in the three-way catalysis reactions (CO/NO/CnHm). // Journal of Environmental Sciences. 2012.- 24(7).- P. 1327–1333.
  • Orlyk S.M., Soloviev S.O. Palladium in Gas-Phase Processes of Environmental Catalysis in "Palladium:  Compounds, Production and Applications", Series: Material Science and Technology (Ed. Kenneth M.Brady), p.57-103, Nova Science Publishers, 2011, 356 p.
  • Soloviev S. O., Kapran A. Y., Orlyk S. N., Gubareni E.V. Carbon dioxide reforming of methane on monolithic Ni/Al2O3-based catalysts. // Journal of Natural Gas Chemistry. – 2011. – 20(2). – P. 184–190.
  • Kapran A.Yu., Soloviev S.O., Orlyk S.N. Decomposition and partial oxidation of methanol over metal oxide Cu-Zn-Ce-based monoliths. // Reac. Kinet. Mech. Cat. - 2010. – 101(2). – P. 343-353.
  • Shashkova T.K., Kantserova M.R., Chedryk V.I.,
    Vasylyev O.D., Orlyk S.N. Methane Oxidative Conversion over the Composites of Y- and Sc-stabilized Zirconia Based. // Polish J. Chem.- 2008. – 82(2).- P.371-376.
  • Канцерова М.Р., Орлик С.Н. Влияние структурно-размерного фактора на каталитические свойства сложных оксидных композиций в реакции глубокого окисления метана. // Кинетика и катализ.- 2007.- 48, № 3.- С.438-453.
  • Mokhnachuk O.V., Soloviev S.O., Kapran A.Yu. Effect of rare-earth element oxides (La2O3, Ce2O3) on the structural and physico-chemical characteristics of Pd/Al2O3-monolithic catalysts of nitrogen oxide reduction by methane. // Catal. Today.- 2007.- 119.- P.145-151.
  • T.V. Mironyuk, S. N. Orlyk. Effect of rhodium on the properties of bifunctional MxOy/ZrO2 catalysts in the reduction of nitrogen oxides by hydrocarbons. // Appl. Catal. B: Environ.- 2007.- 70(1-4).- P.58-64.
  • 

Перечень научно-технических разработок отдела

  • Блочные (монолитные) катализаторы сотовой структуры для очистки промышленных газовых выбросов и автотранспорта от СО, NOx, CnHm:

- очистки отходящих газов - продуктов сжигания природного газа от токсичных примесей СО, NOx, CnHm, с последующим использованием углекислоты отходящих газов для подпитки растений закрытого грунта;

- очистки от оксидов азота отходящих газов паровых и водообогревающих котлов, газовых турбин, других агрегатов методом селективного каталитического восстановления аммиаком и углеводородами в окислительной атмосфере;

- очистки выбросов дизельэлектрических агрегатов и отработанных газов двигателей внутреннего сгорания от СО, NOx, CnHm;

- очистки газовых выбросов производства азотной кислоты от оксидов азота путем высокотемпературного восстановления метаном; селективного восстановления аммиаком;

- очистки газовых выбросов, в частности, вентиляционных выбросов, каталитического сгорания углеводородного топлива в камерах сгорания газовых турбин, каталитических генераторах тепла (КГТ) и т.п.

  • Катализаторы для низкотемпературной очистки воздуха и газовых выбросов от озона.
  • Катализаторы пробкового типа для очистки газовых выбросов от органических соединений различных классов и монооксида углерода.
  • Катализаторы и аппараты для адсорбционно-каталитической очистки вентиляционных и газовых выбросов от органических соединений.