Мы используем cookie файлы.
Пользуясь сайтом, вы соглашаетесь с нашей Политикой конфиденциальности.

Приглашенный ученый Романов Алексей Евгеньевич Россия
Номер договора
14.B25.31.0011
Период реализации проекта
2013-2017
Заведующий лабораторией

По данным на 30.01.2020

23
Количество специалистов
364
научных публикаций
10
Объектов интеллектуальной собственности
Общая информация

Катализаторы на основе металлов широко применяются в химической, нефтехимической, газоперерабатывающей промышленности. Особое значение катализаторы на основе цветных металлов имеют в промышленном синтезе метанола. Процесс производства основан на каталитическом синтезе метанола из смеси монооксида углерода и водорода (синтез-газа). При производстве метанола катализаторы требуются на этапе получения синтез-газа и на этапе получения из конвертированной смеси водорода и оксидов углерода метанола. Традиционно, в России и за рубежом, для создания носителей катализаторов используют пористую керамику или оксидную основу, на которую различными способами  наносят активные металлы и их оксиды. Такая технология порождает массу недостатков. Перспективными здесь могут стать нанокатализаторы на основе частиц с развитой поверхностью из неблагородных металлов и их оксидов. Они более термостабильны, прочны, легко регенерируются, удобны в эксплуатации и занимают меньше пространства. Именно их разработкой и занимаются сотрудники лаборатории.  Разработка технологии, получение, исследование и внедрение в производство, предлагаемых нанокатализаторов, позволит резко уменьшить размеры реактора синтеза метанола и стоимость его загрузки катализаторами, уменьшить импортную зависимость страны.

Название проекта: Разработка физико-химических основ технологии получения принципиально новых нанокатализаторов на основе неблагородных металлов

Приоритет СНТР: а, г, д



Цели и задачи

Направления исследований: Принципиально новые металлические материалы в виде частиц, кристаллов (в том числе пентагональных), слоев и покрытий из них; катализаторы и фотокатализаторы промышленного и экологического назначения; технологии, материалы и оборудование, предназначенные для глубокой очистки воды и воздуха от токсических загрязнений

Цель проекта: Создание на основе металлов принципиально новых каталитически активных материалов


Практическое значение исследования

Научные результаты:

  • Разработаны физико-химические основы технологии получения новых каталитически активных материалов на основе металлов.
  • Создан и исследован принципиально новый класс функциональных металлических материалов на основе пентагональных кристаллов, состоящих из нано- и микрокристаллов (размером от 0,05 до 50 мкм) с пятерной симметрией, содержащих высокоэнергетические дефекты дисклинационного типа и имеющих уникальные свойства.
  • Созданы и исследованы образцы эффективных катализаторов промышленного и экологического назначения (для синтеза анилина, деструкции органических загрязнений в воде, очистки воздуха от токсических примесей, конверсии углеводородов). Такие образцы созданы на основе пентагональных кристаллов, обладающих максимально возможной запасенной упругой энергией и высокой каталитической активностью. Разработаны, исследованы и апробированы цельнометаллические катализаторы из пентагональных медных пирамид, обладающих высокой прочностью, адгезией и теплопроводностью, а также высокой каталитической активностью и селективностью в каталитических реакциях восстановления нитробензола до анилина. Созданы, исследованы и апробированы в лабораторных условиях медные катализаторы в виде икосаэдрических микрочастиц, ограненные только каталитически активными атомными плоскостями.
  • Впервые в мире получены медные катализаторы в виде усеченных икосаэдров, отвечающие всем требованиям, предъявляемым к катализаторам, работающим по перспективным технологиям «псевдоожиженного слоя», а именно: определенный размер (15-20 мкм), сферическая форма, высокая теплопроводность, прочность, износостойкость и каталитическая активность.
  • Разработан технологический регламент получения катализаторов из дефектных медных кристаллов, предназначенных для синтеза из нитробензола анилина, исследованы образцы катализаторов.

Внедрение результатов исследования:

  • Подано 10 заявок на изобретения, получено 6 патентов.

  • Внедрена на технологическом участке Тольяттинского государственного университета и ООО «Нанотехнологии для экологии» технология получения принципиально новых материалов, состоящих из пентагональных частиц и кристаллов.

  • Передана ООО «НПО Аква» по лицензионному соглашению технология получения фотокатализаторов, активных при видимом свете и предназначенных для деструкции органических загрязнений, находящихся в воде, для внедрения в реальный сектор экономики. Также передано 4 патента.

  • Заключены лицензионное соглашение и контракт на софинансирование проекта с ООО «Очистные системы водоочистки» на передачу патентов и пилотного оборудования мембранно-фотокаталитической технологии, предназначенные для очистки сточных вод, образующихся в аэропортах страны и содержащие токсический этиленгликоль.

  • Заключены хозяйственные договоры на реализацию проекта «Нанотехнологии глубокой очистки гипертоксичных сточных вод, образующихся на полигонах захоронения твердых бытовых отходов (ТБО)» с ООО «Эколос» и ООО «Санэнвиро».

  • Разработана и находится на стадии изготовления блочно-модульная установка, предназначенная для глубокой очистки гипертоксичных сточных вод, образующихся на полигонах ТБО. Изготовлением занимается ООО «Санэнвиро», проект реализуется по заданию правительства Самарской области.

  • Разработана технология и создано оборудование, предназначенное для очистки до нормативных требований сточных вод, образующихся на ПАО «КуйбышевАзот».

  • Разработана и изготовлена пилотная установка, предназначенная для фотокаталитической деструкции фенола, находящегося в воде, совместно с Инновационным фондом Самарской области.

Образование и переподготовка кадров:

  • Защиты: 3 докторские диссертации, 7 кандидатских диссертаций, 25 выпускных квалификационных работ магистра по тематике Лаборатории.

  • Организованы стажировки и повышение квалификации в российских и зарубежных научных организациях для 8 аспирантов и молодых ученых Лаборатории.

  • Издано 8 монографий, 6 учебных пособий по подготовке бакалавров, магистров и аспирантов.

  • Разработаны учебные курсы по направлению «Материаловедение и технологии наноматериалов и покрытий».

  • Проведена международная конференция «Физическое материаловедение» с элементами научной школы для молодых ученых (2013, 2016, 2017 гг.).

Организационные и инфраструктурные преобразования:

Созданная в Тольяттинском государственном университете инновационная научно-исследовательская инфраструктура включает:

  • 5 современных научно-исследовательских лабораторий (НИЛ «Физика поверхности новых материалов», НИЛ «Специфические нанообъекты и функциональные материалы», НИЛ «Спектроскопия веществ», НИЛ «Нанокатализаторы и каталитические системы», НАЦ «Анализ воды, почвы и ТБО»);

  • Центр оценки соответствия нанопродукции;

  • Участок для изготовления образцов пилотной и инновационной продукции;

  • Учебно-исследовательские лаборатории (атомно-силовой микроскопии; исследования физико-механических свойств наноматериалов; моделирования физических процессов).

Другие результаты:

Создан научно-технический задел для новых, крупных проектов по научным направлениям: физико-химические основы выращивания готовых микроизделий из металлических пентагональных нанообъектов; разработка, исследование и испытание эффективных катализаторов, предназначенных для синтеза из нитробензола анилина.

Сотрудничество:

  • Французский национальный центр научных исследований (Франция), Университет Аристотеля (Греция), Институт физики Тартуского университета Nanolab (Эстония): совместные исследования, научные публикации
  • Физико-технический институт имени А. Ф. Иоффе РАН, Институт физической химии РАН: совместные исследования, научные публикации, хозяйственные договоры
  • Белгородский государственный национальный исследовательский университет: совместные исследования, научные публикации, гранты
  • Санкт-Петербургский национальный исследовательский университет информационных технологий, механики и оптики (Россия), Международный научный центр функциональных материалов и устройств оптоэлектроники и электроники (Россия): совместные исследования, научные публикации, гранты, договоры и реализация совместных проектов



Скрыть Показать полностью
Vikarchuk A.A., Dorogov M.V.
Features of the Evolution of the Structure and Morphology of the Surface of Icosahedral Copper Particles in the Annealing Process. JETP Letters 97(10): 594–598 (2013).
Vikarchuk A., Gryznova N., Dovzhenko O., Dorogov M., Romanov A.
Structural Phase Transformations and Morphological Changes of Icosahedral Small Copper Particles in Temperature Fields and Reactive Media. Advanced Materials Research 1013: 205–210 (2014).
Gutkin M.Yu., Kolesnikova A.L., Krasnitckii S.A., Dorogin L.M., Serebryakova V.S., Vikarchuk A.A., Romanov A.E.
Stress Relaxation in Icosahedral Small Particles Via Generation of Circular Prismatic Dislocation Loops. Scripta Materialia 105 (1): 10–13 (2015).
Dorogov M.V., Priezzheva A.N., Vlassov S., Kink I., Shulga E., Dorogin L.M., Lõhmus R.C, Tyurkov M.N., Vikarchuk A.A., Romanov A.E.
Phase and Structural Transformations in Annealed Copper Coatings in Relation to Oxide Whisker Growth. Applied Surface Science 346(1): 423–427 (2015).
Gutkin M.Yu., Kolesnikova A.L., Yasnikov I.S., Vikarchuk A.A., Aifantis E.C., Romanov A.E.
Stresses and Fracture in Hollow Decahedral Small Particles. European Journal of Mechanics A 68(1): 133–139 (2017).
Фотоальбомы
Вторник , 03.12.2019
Другие лаборатории и ученые
Лаборатория, принимающая организация
Область наук
Город
Приглашенный ученый
Период реализации проекта
Квантовая оптика в алмазах

Федеральное государственное бюджетное учреждение науки «Федеральный исследовательский центр Казанский научный центр Российской академии наук»

Технологии материалов

Казань

Хеммер Филип Роберт

США

2018-2020

Лаборатория биомиметических полимерных материалов

Федеральное государственное бюджетное учреждение науки «Институт высокомолекулярных соединений Российской академии наук»

Технологии материалов

Санкт-Петербург

Шейко Сергей Станиславович

США, Россия

2018-2020

Лаборатория гибридной нанофотоники и оптоэлектроники

Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Санкт-Петербургский национальный исследовательский университет информационных технологий, механики и оптики»

Технологии материалов

Санкт-Петербург

Захидов Анвар Абдулахадович

США, Россия

2017-2021