Лаборатория экологической химии

Основные направления научных исследований

Использование ионных жидкостей как электролитов для различных электрохимических процессов

• Анодный синтез металл-оксидных наноструктур, в том числе нанотрубок
• Получение новых поверхностных наноструктур как носителей для катализаторов и нанокатализаторов
• Электрополирование металлов
• Электрокаталитическая полимеризация ароматических соединений и гетероциклов (синтез проводящих полимеров)
• Электрокаталитическое селективное удаление различных, в том числе серосодержащих и азотсодержащих соединений
• Восстановление СО₂
• Электроосаждение металлов в ионных жидкостях

Реакции утилизации СО₂

• Конверсия СО₂ в различные соединения (СО, метан, олефины, спирты, карбоновые кислоты) в газовой фазе и в сверхкритических условиях
• Каталитическая газификация углеродных материалов диоксидом углерода
• Окислительное дегидрирование алканов в присутствии СО₂ в газовой фазе и в сверхкритических условиях

Разработка наноразмерных адсорбентов

• Эффективные адсорбенты для воды, основанные на модифицированном угле или на мезопористых силикагелях
• Материалы для хранения СО₂
• Материалы для хранения H₂S и SO₂
• Адсорбенты для тонкого выделения газов и жидкостей (углеводородов) из тиолов
• Специфические металлорганические координационные полимеры (MOF) для разделения легких газов
• Извлечение CH₄/C₂H₆, CH₄/CO₂, CH₄/C₂H₄, C₂H₆/C₂H₄ и других смесей с помощью MOF или ковалентных органических каркасных структур COF, нанесенных на керамические мембраны и смешанные матрично-мембранные системы

Парциальное или полное окисление различных соединений

• Парциальное окисление ароматических соединений в фенолы (окисление с N₂O, использование активирующих добавок к N₂O), в том числе и в сверхкритических условиях
• Конверсия пропана в акрилаты
• Окислительное дегидрирование этана и пропана
• Полное окисление углеводородов и следовых количеств летучих органических соединений в отходящих газах при очень низких температурах (катализаторы типа перовскитов, катализаторы, содержащие малое содержание золота, сплетенные структурированные и вспененные материалы)
• Парциальное окисление диметилового эфира в диметоксиэтан, в том числе и в сверхкритических условиях

Процессы гидрирования

• Гидрирование ароматических углеводородов, в том числе на серосодержащих катализаторах и раздельное гидрирование бензола в присутствии толуола
• Раскрытие циклов циклических ароматических соединений или нафтеновых соединений с получением алифатических продуктов

Конверсия метана

• Парциальное окисление метана в синтез-газ
• Реакция водяного газового сдвига
• Окислительное сочетание на тканых структурированных катализаторах
• Сухой риформинг и тройной риформинг на структурированных металлических катализаторах (FeCrAl - спеченные металловолокна или фольга)
• Конверсия метана при микроволновом воздействии (СО₂ риформинг с крайне низким уровнем сажи)

Хранение водорода

• Реакции каталитического гидрирования-дегидрирования ароматических соединений
• Хранение водорода в MOF
• Каталитические нанокомпозитные материалы для хранения водорода

Превращения возобновляемых источников энергии

• Растворение и конверсия лигнина в сверхкритических условиях (вода, углеводороды, спирты)
• Конверсия лигнина при микроволновой активации
• Каталитические процессы конверсии биоэтанола

Другие исследуемые процессы

• Каталитические процессы в сверхкритических средах (углеводороды, СО₂, спирты, вода): парциальное окисление, деполимеризация, гидрирование, дегидрирование, алкилирование, изомеризация и др.
• Каталитический метатезис олефинов с функциональными группами и ненасыщенных циклических соединений (синтез альфа-олефинов)
• Ароматизация метана и этана на цеолитах и оксидных (суперкислотных) катализаторах
• Каталитические процессы конверсии асфальтенов
• Разработка катализаторов для процессов нефтехимии и нефтепереработки

Наноматериалы и материалы для электроники

Синтез и применение наноматериалов:

• Наночастицы благородных металлов и сплавов в цеолитах, оксидах и углеродных матрицах
• Наночастицы полупроводников (оксиды типа SnO₂, халькогениды типа CdSe, и другие материалы типа GaN) инкапсулированные в микро- и мезопористых матрицах
• Наноматериалы на основе электро- и протон-проводящих полимеров
• Ионные жидкости, включая Si-содержащие ионные жидкости с весьма низким давлением пара для применения в открытом космосе как реагенты для передачи тепла
• Золь-гель неорганические материалы (смешанные оксиды)
• Структурированные катализаторы и другие наноструктурированные материалы (нанотрубки, наностержни) на металлических носителях (структура типа марля, пена, фольга)
• MOF в качестве электродных материалов для применения в литий-ионных аккумуляторах и суперконденсаторах или в качестве прекурсоров наноструктурированных углеродных и оксидных композиций
• Исследование токсичности наноматериалов

Нетрадиционные методы активации (in-situ и ex-situ)

• Микроволновая активация (2,45-10 ГГц, резонаторный тип реактора)
• Холодная плазма
• Воздействие ультразвуком
• Облучение электронными пучками