Відділ окислювальних гетерогенно-каталітичних процесів

Завідувач відділу

 

Зажигалов Валерій Олексійович

член-кореспондент НАН України,

доктор хімічних наук, профессор 

 

 

 

Телефон: + 38 (044) 452 73 76

Факс: + 38 (044) 452 93 27

E mail: zazhigal@ispe.kiev.ua

 

Валерій Олексійович Зажигалов очолює відділ з 1999 р.

 

 

Станом на січень  2018 р. у відділі працює 16 спеціалістів, серед них 2 доктори наук, 6 кандидатів наук, 5 молодших наукових співробітника та 1 аспірант. За останні 5 років співробітниками відділу опубліковано 3 монографії (1 за кордоном), 50 статей, які індексуються Scopus та 20 статей, які індексуються іншими міжнародними базами даних,  отримано 8 патентів (1 за кордоном), а також захищені 2 кандидатські дисертації.

В відділі працює Українсько-Польська лабораторія з каталізу

 

 

Основні наукові напрямки

  • нетрадиційні підходи для  приготування нанодисперсних матеріалів, які відносяться до методів “зеленої хімії”, а саме механохімічний, ультразвуковий, мікрохвильовий, баротермальний та іонна імплантація з метою одержання ефективних каталізаторів різних процесів та деяких функціональних матеріалів (сорбентів, електрокерамічних порошків)

  • вивчення реакцій селективного перетворення парафінових вуглеводнів (метану, етану, пропану, пентану і гексану) та повного окислення малих молекул;

  • дослідження процесів одержання водню з вуглеводнів та їх похідних на нанодисперсних каталізаторах нанесених на металічні носії;

  • створення основ екологічного фотокаталізу у водних розчинах.

 

Найважливіші наукові досягнення

  • Розроблені ефективні VPO каталізатори селективного окиснення н-бутану в малеїновий ангідрид та н-пентану у фталевий, малеїновий та цитра коновий ангідриди;

  • Показано, що попередня механохімічна активація оксиду ванадію, та його використання в традиційному синтезі дозволяє одержати каталізатори з високою селективністю по етилену при окислювальному дегідруванні етану;

  • Механохімічним методом синтезовані нанесені V-Ti-O композиції, які селективно окислюють о-ксилол до фталевого ангідриду при температурах на 100 0С нижчих ніж традиційні каталізатори;

  • Здійснено прямий механохімічний синтез нанодисперсних порошків титанату барію, ніобатів літію та срібла;

  • Показано, що механохімічна обробка оксидів та гідроксидів спричиняє значне їх активування в процесах фотодеструкції забруднювачів під дією видимого світла;

  • Встановлена ефективність механо-, соно- та мікрохвильової деградації барвників у водних розчинах з використанням оксидів та перовскітів як каталізаторів;

  • Показано можливість застосування комбінованого механохімічного та баротермального синтезів для одержання нанесених каталізаторів, здатних стабільно працювати в умовах використання реакційної суміші з підвищеною концентрацією вуглеводню;

  • Створено високоефективні каталізатори низькотемпературного окиснення сірководню на основі модифікованого різними способами активованого вугілля КАВ, а також Со-вмісні каталізатори селективного окиснення СО у надлишку водню;

  • Показано, що іонна імплантація дозволяє одержати нанорозмірні шари металів на поверхні носія з нержавіючої сталі, при цьому механічна міцність синтезованого таким чином композита перевищує міцність поверхні нержавіючої сталі. Встановлено, що температура поверхні таких композитів при пропусканні електричного струму перевищую температуру поверхні промислових нагрівних елементів з ніхрому

Інноваційні розробки

  • Новий процес одержання фталевого ангідриду – шляхом селективного окиснення н-пентану та каталізатори для його реалізації

  • Механохімічний синтез нанодисперсних порошків перовскітів -титанату барію та ніобату літію

  • Ефективні каталізатори селективного видалення сірководню при його низьких концентраціях в повітрі

  • Одержання водню механо-каталітичним розкладом води на борту транспорту

  • Спосіб одержання нанорозмірних стержнів фази -молібдату цинку – ефективного каталізатора окиснення біоетанолу в оцтовий альдегід

 

 

Інноваційні проекти

  • Українсько-Польський проект, МОН, «Mechanochemical synthesis of new functional materials for environment protection” – 2010-2012

  • Українсько-Польський проект, МОН, «Catalytic conversion renewable biomass to hydrogen as potential fuel XXI century» — 2012-2013.

  • Державна цільова науково-технічна програма «Нанотехнології та наноматеріали», проект 6.22.1.9 “Альтернативні методи одержання нанодисперсних порошків на основі оксидів титану та ніобію, як ефективних каталізаторів та основи виробництва керамічних матеріалів” — 2013-2014 р.р.

  • Цільова комплексна програма фундаментальних досліджень НАН України
    «Фундаментальні проблеми створення нових речовин і матеріалів хімічного виробництва», — проект 4-13 «Створення каталізаторів та функціональних матеріалів на металічних носіях з використанням методу низькотемпературної іонної імплантації»  — проект 20-14/20-16 «Створення функціональних матеріалів на основі металічних носіїв з застосуванням методу іонної імплантації» — 2013-2016 рр.

  • Цільова програма наукових досліджень НАН України «Нові функціональні речовини і матеріали хімічного виробництва», проект 7-17 «Механохімічний та сонохімічний синтези нанодисперсних порошків складних оксидів – перспективних матеріалів сучасної електроніки та каталізу» — 2017-2018 р.р.

  • Проект НДР молодих вчених НАН України 41НТ «Синтез нових нанодисперсних фотокаталізаторів процесів захисту навколишнього середовища» — 2017-2018 рр.

 

Наукові зв’язки

  • Інститут каталізу та фізико-хімії поверхні ПАН (м. Краків, Польща),

  • Люблінський Університет ім. Марії Кюрі-Склодовської, м. Люблін (Польща)

  • Політехнічний інститут ім. Т. Костюшко, м.Краків (Республіка Польща)

  • Університет м. Брешія (Італія), Університет м. Валенсія (Іспанія)

  • Інститут хімічної фізики, м. Єреван (Вірменія)

  • Університет м. Лілль (Франція)

  • Фріц-Хабер Інститут, м. Берлін (Німеччина)

  • Університет «Львівська політехніка» (м. Львів, Україна)

  • Східно-Український університет ім.. В.Даля (м. Рубіжне, Україна)

 

 

 

Захист дисертаій

  • 2013 — Гончаров Віталій Вікторович Фізико-хімічні властивості покриття, одержаного методом іонної імплантації на поверхні нержавіючої сталі — 01.04.18 – фізика і хімія поверхні — Інститут хімії поверхні ім. О.О.Чуйка НАН України (Д 26.210.01) — Зажигалов В.О.

  • 2014 — Бражник Дмитро ВікторовичХімія поверхні та каталітичні властивості активованого вугілля КАУ, модифікованого оксидами V, Mn, Co, Fe та Mo — 02.00.04 – фізична хімія — Інститут хімії поверхні ім.. О.О.Чуйка НАН України (Д 26.210.01) — Зажигалов В.О.

 

 

Провідні співробітники відділу

Капінус Евген Ілліч, доктор хімічних наук,  старший науковий співробітник

Область наукових інтересів

Дослідження механізмів переносу електрона в фотохімічних реакціях, дослідження механізмів фотокаталітичних процесів деструкції органічних сполук на різних кристалічних модифікаціях титану та наночасток на основі змішаних сульфідів;

Сидорчук Володимир Васильович, кандидат хімічних наук, провідний  науковий співробітник

Область наукових інтересів

Синтез й дослідження властивостей дисперсних та поруватих матеріалів, адсорбентів та каталізаторів

Халамейда Світлана В’ячеславівна, кандидат хімічних наук., старший  науковий співробітник

Область наукових інтересів

Розробка методів “зеленої хімії” для синтезу каталізаторів та сорбентів, нових процесів деградації забруднювачів у водному середовищі

Халявка Тетяна Олександрівна, кандидат хімічних наук, науковий співробітник

Область наукових інтересів

Фотокаталітичні процеси, синтез нових систем для проведення ефективних фотореакцій

Копачевська Наталля Степанівна, кандидат хімічних наук., науковий співробітник

Область наукових інтересів

Механохімічний синтез оксидних каталізаторів

Бражник Дмитро Володимирович, кандидат хімічних наук., науковий співробітник

Область наукових інтересів

Синтез та модифікування вуглець-вмісних каталізаторів, фотодеградація органічних забруднювачів в газовій та рідкій фазах

 

 

 

Список найважливіших публікацій за останні 5 років

  1. V.A.Zazhigalov, K.Wieczorek-Ciurowa. Mechanochemiczna aktywacja katalizatorów wanadowych. — Krakow: Wyd. Politechniki Krakowskiej, 2014. – 453 s. – ISBN 978-83-7242-842-4.

  2. V.A. Zazhigalov. Effect of mechanochemical treatment on the catalytic properties of V-, Mo-, Ti-containing oxides systems. – Theoret. Experim. Chem., 2013, v. 49, N 3, p.178-184.

  3. S.Khalameida V.Sydorchuk, R.Leboda, J.Skubiszewska-Zięba, V.Zazhigalov. Physical-chemical transformations in the system V2O5/(NH4)2Mo2O7 under hydrothermal conditions — Central European Journal of Chemistry, 2014, V.12, N2, P.140-152.

  4. S.Khalameida V.Sydorchuk, R.Leboda, J.Skubiszewska-Zięba, V.Zazhigalov. Preparation of nano-dispersed lithium niobate by mechanochemical route — Journal of Thermal Analysis and  Calorimetry, 2014, V.115, N.1, P.579-586

  5. V.Zazhigalov, E.Diyuk, V.Sydorchuk, Development of VPO catalysts supported on mesoporous modified material based on an aerosol gel — Kinetics and Catalysis. – 2014. – Vol 53, No 3. – P. 380-389.

  6. A.A. Cherny, S.V. Maschenko, V.V. Honcharov, V.A.Zazhigalov. Nanodimension layers on stainless steel surface synthesized by ionic implantation and their stimulation. — Nanoplasmonics, Nano-optics, Nanocomposites, and Surface Studies. (O.Fesenko, L.Yatsenko – Editors). Springer, Switzerland, 2015, P.203-213. ISSN 0930-8989.

  7. V.A.Zazhigalov, O.V.Sachuk, N.S.Kopachevska, V.L.Starchevskyy, Z.Sawlowicz. Effect of ultrasonic treatment on formation of nanodimensional structures in ZnO-MoO3 system. – Theoretical and Experimantal Chemistry – 2017. – v. 53, N1. –p. 53-59.

  8. V.A.Zazhigalov, E.V.Kiziun. Formation of phthalic anhydride by Diels-Alder reaction during n-pentane oxidation on VPO catalysts and contro of the process selectivity. – Theoretical and Experimental Chemistry. – 2017. – v. 53, N 3. – p. 194-198.

  9. V.Honcharov, V.Zazhigalov, Z.Sawlowicz, R.Socha, J.Gurgul. Structural, catalytic, and thermal properties of stainless steel with nanoscale metal surface layer. – Nanophysics, Nanomaterials, Interface Studies, and Application ((O.Fesenko, L.Yatsenko – Editors). Springer, Switzerland, 2017, P.203-213. ISBN 978-3-319-56244-5..

  10. V.A.Zazhigalov, S.Khalameida, V.Sydorchuk, K. Wieczorek-Ciurowa, J.Rakoczy. Sposob wytwarzania namoproszku tytanianu bary. — Polish Patent nr 225501  2017-05-08