|
ИСТИНА |
Войти в систему Регистрация |
ФНКЦ РР |
||
Физическая химия наноструктурированных материалов и катализаторовНИР
Physical chemistry of nanostructured materials and catalysts
- Руководитель НИР: Лунин В.В.
- Ответственные исполнители: Коробов М.В., Кузьменко Н.Е., Ланин С.Н., Локтева Е.С., Пичугина Д.А., Савилов С.В.
- Участники НИР: Агафонов А.А., Архипова Е.А., Банных А.А., Белевцова Е.А., Васильев К.А., Власенко Е.В., Волков Д.С., Голосная М.Н., Демидов В.С., Егоров А.В., Иванов А.С., Каплин И.Ю., Каргов С.И., Клоков С.В., Коваленко Н.А., Кузнецова Н.Н., Маслаков К.И., Михеев И.В., Московский А.А., Немухин А.В., Никитина Н.А., Полынская Ю.Г., Ребрикова А.Т., Романовский Б.В., Рыжова О.Н., Рычкова С.А., Строкова Н.Е., Усольцева Л.О., Холодкова А.А., Черняк С.А.
- Подразделение: Кафедра физической химии
- Срок исполнения: 5 мая 2016 г. - 4 декабря 2017 г.
- Номер договора (контракта, соглашения): 14.W02.16.8845-НШ
- Номер ЦИТИС: АААА-А16-116121550034-7
- Тип: Фундаментальная
- Приоритетное направление научных исследований: Функциональные материалы, наноматериалы и технологии
- ПН России: Индустрия наносистем
- Направление технологического прорыва России: Энергоэффективность и энергосбережение
-
Рубрики ГРНТИ:
- 31.15.25 Химическая термодинамика. Термохимия. Равновесия. Физико-химический анализ, фазовые переходы
- 31.15.15 Исследования строения и свойств молекул и химической связи
- 31.15.28 Топохимия. Гетерогенный катализ
- 31.15.35 Поверхностные явления. Адсорбция. Хроматография. Ионный обмен
-
Ключевые слова:
окисление со, оксид графена, кластеры
graphene oxide, clusters, co oxidation -
Описание:
Целью проекта является разработка физико-химических методик исследования строения и свойств наноструктурированных систем на основе углерода и переходных металлов. В работе будет проведено изучение фазовых превращений в системах оксид графена – растворитель, получены каталитические системы на основе церия и циркония, разработана методика, позволяющая прогнозировать свойства наночастиц методами квантовой химии, планируется установление каталитических и физико-химических свойств наноструктурированных оксидных систем и кластеров.
-
Abstract:
The Project aim is the development of physical chemical approaches for study the structures and properties of nanostructured systems based on carbon and transition metals. The phase transformation in the graphene oxide – solvent will be studied, catalytic systems based on cerium and zirconium will be synthesized, the quantum chemical methods for calculation of nanoparticles properties will be supposed, the catalytic and physic-chemical properties of nanostructured oxide systems and clusters will be established.
-
Планируемые результаты:
Будет получена изотерма сорбции воды для оксида графена, определены зависимости сорбции от межплоскостного расстояния. Планируется получить серию катализаторов на основе оксидов церия и циркония. Будет разработан вычислительный алгоритм для прогнозирования строения и свойств кластеров переходных металлов.
-
Научный задел:
Коллектив имеет многолетний научный задел в области физической химии, гетерогенного катализа, квантовой химии, наноматериалов, в том числе углеродных. Все исполнители имеют публикации в рецензируемых отечественных и международных журналах, а также неоднократно представляли материалы своих исследований на крупных научных конференциях.
-
Основные результаты:
Осуществлен синтез катализаторов CeZrO2, CuO-CeZrO2, Co/УНТ, исследованы их каталитические свойства в окислении СО, измерены изотермы адсорбции углеводородов на нанокомпозите Co/Al2O3, определены сорбционные свойства оксидов графита.
- Добавил в систему: Пичугина Дарья Александровна
Источник финансирования НИР
| грант Президента РФ |
Этапы НИР
| # | Сроки | Название |
| 1 | 5 мая 2016 г.-4 декабря 2016 г. | Физическая химия наноструктурированных материалов и катализаторов |
| Результаты этапа: 1. Проведено экспериментальное исследование процессов взаимодействия оксидов графита (ОГ) с полярными растворителями. Использовались методы дифференциально-сканнирующей калориметрии, рентгенофазового анализа, ЭПР, изопиестический метод. Впервые определены сорбционные свойства двух основных типов ОГ, ОГ Броуди и ОГ Хаммерса при контакте с разными растворителями. 2. Осуществлен синтез катализаторов на основе мезопористых систем CeZrO2 с использованием в качестве темплатов сосновых опилок и бромида цетилтриметиламмония, полученные образцы охарактеризованы комплексом физико-химических методов (РФА, КР-спектроскопия, низкотемпературная адсорбция N2), исследована их каталитическая активность в окислении СО. Установлено, что все каталитические системы содержат смешанный оксид церия-циркония, кристаллизованный в кубической флюоритной решетке. 3. Методом динамической сорбции измерены изотермы адсорбции н-алканов, а также молекул-доноров и молекул-акцепторов (С6Н5С2Н5, С8H18, CHCl3) на поверхности композитов Co/Al2O3(гамма модификация), с содержанием кобальта 0.5 и 5%. Используя модели адсорбции Фрейндлиха и Ленгмюра из набора изотерм сорбции, измеренных при различных температурах, рассчитаны изостерические теплоты адсорбции при разных заполнениях поверхности, а также оценены вклады в них энергий дисперсионных и специфических взаимодействий. | ||
| 2 | 1 января 2017 г.-4 декабря 2017 г. | Физическая химия наноструктурированных материалов и катализаторов |
| Результаты этапа: Проведено экспериментальное исследование термодинамических свойств водных дисперсии наноалмазов, фуллеренов и ОГ. Определены теплоемкости, плотности, вязкости как функции концентрации и дисперсности углеродного материала при 298К. Описаны оптические спектры поглощения и рассеяния этих дисперсий. Разработана методика определения температуропроводности методом термолинзовой спектроскопии. По экспериментальным данным определены теплопроводности дисперсий наноалмазов, которые, в ряде случаев примерно на 10% превышают теплопроводность чистой воды. Это позволяет рассматривать некоторые коллоидные растворы наноалмазов как перспективные теплопроводящие наножидкости. Осуществлен синтез катализаторов на основе мезопористых систем смешанных оксидных систем MnO2/CеZrO2, Co2O3/СеZrO2, CeSnO2 с использованием в качестве темплатов сосновых опилок и бромида цетилтриметиламмония (ЦТАБ). Поверхность и состояние металла в образцах исследованы комплексом физико-химических методов (РФА, КР-спектроскопия, СЭМ, РФЭС, ТПВ, низкотемпературная адсорбция N2); исследована каталитическая активность образцов в окислении СО. Показано, что поверхность SO42-/Al2O3, промотированная солями Ni и, особенно Со, обладает центрами способными к сильной специфической адсорбции как с молекулами-донорами, так и с молекулами-акцепторами. В соответствии с адсорбционными данными, различается и каталитическая активность композитов, содержащих никель и кобальт в жидкофазном алкилировании бензола октеном-1. Проведено квантово-химическое моделирование взаимодействия кластера Au20(SCH3)16 и его фрагментов с молекулярным кислородом с целью прогнозирования его стабильности в аэробных условиях и установления механизма каталитических реакций окисления. Показано, что кластер не взаимодействует с кислородом. Данная реакция возможна при удалении трех лигандов от кластера, реализующаяся в частности при термической обработке. Вторым вариантом повышения реакционной способности кластера Au20(SCH3)16 является замена стабилизующего лиганда SR на полидентатную группу. | ||
Прикрепленные к НИР результаты
Для прикрепления результата сначала выберете тип результата (статьи, книги, ...). После чего введите несколько символов в поле поиска прикрепляемого результата, затем выберете один из предложенных и нажмите кнопку "Добавить".