Проект «Палладиевые нанокатализаторы в важнейших реакциях окисления: исследования методами in-situ, operando и при модулированных воздействиях с использованием синхротронного излучения» был реализован на базе Международного исследовательского института интеллектуальных материалов Южного федерального университета совместно со Швейцарской высшей технологической школой Цюриха.
Нанокатализаторы на основе палладия находят широкое применение в различных отраслях, таких как: нефтехимическая, тонкая химическая, пищевая, а также автомобильная промышленности. Целью совместного проекта ученых со всего мира являлось установление механизмов, происходящих на поверхности катализаторов в ряде промышленно-значимых реакций непосредственно в ходе работы катализатора при реалистичных технологических условиях.
В ходе выполнения проекта исследователи разработали комплекс экспериментальных и теоретических подходов для in situ (т.е. в режиме реального времени в контролируемой атмосфере) и operando (т.е. в условиях протекания каталитической реакции с контролем выходных продуктов в режиме реального времени) диагностики палладиевых нанокатализаторов на источниках синхротронного излучения.
«В рамках проекта было проведено девять экспериментов на крупнейших источниках синхротронного излучения в России, Германии, Франции и Швейцарии, большинство из которых прошло жесткий конкурсный отбор на получение экспериментального времени. Привлекая самую современную мировую инфраструктуру, такие исследования, с одной стороны, имеют фундаментальную научную ценность, а с другой, направлены на развитие методов для анализа промышленно-значимых систем. В частности, для эффективного экспериментального анализа нанокатализаторов была разработана и успешно апробирована «Ячейка для спектральной диагностики», на которую был получен патент на полезную модель № 190702 от 23.04.2019», – директор Международной исследовательского института интеллектуальных материалов, доктор физико-математических наук Александр Солдатов.
По итогам выполнения проекта были установлены фундаментальные взаимосвязи между структурой нанокатализаторов на основе палладия и их активностью в важных промышленно-значимых реакциях. Для достижения поставленной задачи было использовано уникальное научное оборудование установок Мегасайенс – источников синхротронного излучения, в режимах in situ, operando и при модуляционных воздействиях.
Активное участие в экспериментальных исследованиях на синхротронных центрах ESRF (Франция) и DESY (Германия) приняли аспиранты Олег Усольцев, Алина Скорынина и Илья Панкин. Молодые исследователи были также вовлечены в процесс обработки данных с применением оригинальных теоретических подходов, разработанных в МИИ ИМ ЮФУ, для анализа рентгеноспектральных данных.
Высочайший научный уровень подкреплен публикацией семи статей в журналах первого квартиля по Scopus, полный список которых доступен на странице проекта.
Результаты проекта позволят создать более эффективные катализаторы для нефтехимической промышленности. Они улучшат характеристики и снизят стоимость производимых полимеров, пластмасс, синтетических каучуков, а также повысят эффективность катализаторов выхлопной системы автомобилей, работающих на газомоторном топливе, что, в свою очередь, поможет снизить выбросы метана в атмосферу.
Краткая ссылка на новость sfedu.ru/news/64141