Відділ окислювальних гетерогенно-каталітичних процесів

Завідувач відділу

 
Зажигалов
Валерій Олексійович

доктор хімічних наук, профессор
член-кореспондент НАН України
тел. +380 (50) 761 54 30
e-mail: zazhigal@ispe.kiev.ua
Посилання на профіль в сколарі: Google.Scholar.Profile
Посилання на профіль в скопус: Scopus.Profile

Валерій Олексійович Зажигалов очолює відділ з 1999 р. Станом на січень 2019 р. у відділі працює 17 спеціалістів, серед них 2 доктори наук, 6 кандидатів наук, 2 наукових співробітника 5 молодших наукових співробітника. За останні 5 років співробітниками відділу опубліковано 3 монографії (1 за кордоном), 55 статей, які індексуються Scopus та 22 статті, які індексуються іншими міжнародними базами даних, отримано 9 патентів (1 за кордоном), а також захищені 3 кандидатські дисертації.
У відділі працює Українсько-Польська лабораторія з каталізу

Основні наукові напрямки

  • Нетрадиційні підходи для приготування на нодисперсних матеріалів, які відносяться до методів “зеленоїхімії”, а саме механохімічний, ультразвуковий, мікрохвильовий, баротермальний та іонна імплантація з метою одержання ефективних каталізаторів різних процесів та деяких функціональних матеріалів (сорбентів, електро-керамічних 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;
  • Cтворення 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 цитраконовий 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 процессах 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 міцністьсинтезованого таким чином композита перевищує міцність поверхні нержавіючої сталі. Встановлено, що температура поверхні таких композитів при пропусканні електричного струму перевищує температуру поверхні промислових нагрівних елементів з ніхрому.

Інноваційні розробки

  • Новий процесс 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 р.р.
  • 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 41 НТ «Синтез нових нанодисперсних фотокаталізаторів процесів захисту навколишнього середовища» – 2017-2018 р.р.

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 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 «Львівськаполітехніка» (м. Львів, Україна)
  • Східно-Український університетім.. В.Даля (м. Рубіжне, Україна)
  • ДЗ «Луганський медичний університет»
  • «DuPont” USA
  • “Sadaci” Belgium

Захист дисертацій співробітниками відділу

  • 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 Вікторович Хімія 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.
  • 2018 – Сачук Олена Володимирівна  Вплив механохімічної та ультразвукової обробок на властивості бінарних систем на основі оксидів Zn, Ce та Мо – 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

ст.н.с., д.х.н.
Посилання на профіль в сколарі: Google.Scholar.Profile
Посилання на профіль в скопус: Scopus.Profile
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

пров.н.с., к.х.н.
Посилання на профіль в сколарі:Google.Scholar.Profile
Посилання на профіль в скопус: Scopus.Profile
Область наукових інтересів
Синтез й дослідження властивостей дисперсних та поруватих матеріалів, адсорбентів та каталізаторів
 
Халамейда
Світлана В’ячеславівна

ст.н.с., к.х.н.
Посилання на профіль в сколарі: Google.Scholar.Profile
Посилання на профіль в скопус: Scopus.Profile
Область наукових інтересів
Розробка методів “зеленої хімії” для синтезу каталізаторів та сорбентів, нових процесів деградації забруднювачів у водному середовищі
 
Халявка
Тетяна Олександрівна

н.с., к.х.н.
Посилання на профіль в сколарі: Google.Scholar.Profile
Посилання на профіль в скопус: Scopus.Profile
Область наукових інтересів
Фотокаталітичні процеси, синтез нових систем для проведення ефективних фотореакцій
 
Копачевська
Наталя Степанівна

н.с., к.х.н.
Посилання на профіль в сколарі: Google.Scholar.Profile
Посилання на профіль в скопус: Scopus.Profile
Область наукових інтересів
Механохімічний синтез оксидних каталізаторів
 
Бражник
Дмитро Володимирович

н.с., к.х.н.
Посилання на профіль в сколарі: Google.Scholar.Profile
Посилання на профіль в скопус: Scopus.Profile
Область наукових інтересів
Синтез та модифікування вуглець-вмісних каталізаторів, фотодеградація органічних забруднювачів в газовій та рідкій фазах
 
Сачук
Олена Володимирівна

н.с., к.х.н.
Посилання на профіль в сколарі: Google.Scholar.Profile
Посилання на профіль в скопус: Scopus.Profile
Область наукових інтересів
Альтернативні синтези складних оксидних композицій, каталітичні властивості складних оксидів

Список найважливіших публікацій за останні 5 років

  • V.A.Zazhigalov, K.Wieczorek-Ciurowa. Mechanochemiczna aktywacja katalizatorów wanadowych. // Krakow: Wyd. Politechniki Krakowskiej 2014 – 453 s. – ISBN 978-83-7242-842-4.
  • 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.
  • 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 Experimental Chemistry 2017 – v. 53, N1. –p. 53-59.
  • 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.
  • 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.
  • V.A.Zazhigalov, S.Khalameida, V.Sydorchuk, K. Wieczorek-Ciurowa, J.Rakoczy. Sposob wytwarzania nanoroszku tytanianubary. // Polish Patentnr 225501 2017-05-08
  • V.A.Zazhigalov, K.Wieczorek-Ciurowa, O.V.Sachuk, E.A.Diyuk, I.V.Bacherikova. Mechanochemical synthesis of nanodispersed molybdenum oxide catalysts // Theoretical and Experimental Chemistry. 2018 – v. 54, N 4. – p. 225-234.
  • V.A.Zazhigalov, V.V.Honcharov, I.V.Bacherikova, R.Soxha, J.Gurgul. Formation of nanodimensional layer of catalytically active metals on stainless steel surface by ionic implantation. // Theoretical and Experimental Chemistry. 2018 – v. 54, N 2. – p. 128-137.
  • V.A.Zazhigalov, E.A.Diyuk. Barothermal synthesis and catalytic properties of vanadium-phosphorus oxide systems in oxidative transformations of butane and ethane. // Theoretical and Experimental Chemistry. 2018 – v. 54, N 1. – p. 66-72.
  • V.A.Zazhigalov, O.V.Sachuk, O.A.Diyuk, V.L.Starchevskyy, S.V.Kolotilov, Z.Sawlowicz, S.M.Scherbakov, O.I.Zakutevskyy. The ultrasonic treatment as a promising method of nanosized oxide CeO2-MoO3 composites preparation. // Nanophysics, Nanomaterials, Interface Studies, and Application ((O.Fesenko, L.Yatsenko – Editors). Springer, Switzerland, 2018 P.297-309. ISBN 978-3-319-92566-0.
  • V.Honcharov, V.Zazhigalov. The use of ionic implantation in the synthesis nano palladium for biosensors. // Int. J. Biosensors Bioelectr. 2018 – v. 4, N 3. – p. 98-100.