Відділ сорбціїї та тонкого неорганічного синтезу

Т.в.о. завідувача відділу


Мелешевич Світлана Іванівна
к.х.н., с.н.с.
тел. +380 (44) 594 02 40
факс. +380 (44) 594 02 38
e-mail: melesh@ispe.kiev.ua
Посилання на профіль в сколарі: Google.Scholar.Profile
Посилання на профіль в скопус: Scopus.Profile
Наукові інтереси:
Синтез і дослідження неорганічних сорбентів на основі змішаних оксидів; синтез титансилікатів, селективних до іонів цезію, стронцію, урану

Відділ створено у 1991 році. Керівник відділу акад. НАН України, проф., д.х.н. Стрелко В.В. (1991–2016 р.р.), з 2018 р. – к.х.н., с.н.с. Мелешевич С.І. У відділі працює 20 спецалістів, серед них 1 доктор наук та 10 кандидатів наук. До складу відділу входять лабораторія трансферу технологій, інноваційної діяльності та інтелектуальної власності (зав. лаб. Трихліб В.А.) та комплексна контрольно-аналітична лабораторія (зав. лаб. к.х.н. Закутевський О.І.).

Відділу підпорядковується лабораторії:

Основні наукові напрямки

  • золь-гель хімія нетрадиційних методів синтезу сорбентів і каталізаторів на основі оксидів, фосфатів і силікатів полівалентних елементів з заданою молекулярною будовою поверхні та контрольованою нанопоруватою структурою; створення екологічно сприятливих технологій одержання сферично гранульованих та порошкових форм цих матеріалів в режимах безперервного процесу;
  • теоретичні та експериментальні дослідження механізмів селективної молекулярної та іонообмінної сорбції;
  • розробка неорганічних та вуглецевих сорбентів з вираженою селективністю по відношенню до важких металів, радіонуклідів та біологічно важливих сполук; встановлення молекулярної будови та способів контролю поруватої структури і хімії поверхні цих дисперсних матеріалів, оцінка їх каталітичної активності в реакціях переносу електрону і протону;
  • створення нової генерації медичних гемо- та ентеросорбентів і інших засобів захисту внутрішнього середовища організму; організація виробництва цих біоактивних матеріалів.

Найважливіші наукові досягнення

  • вперше сформовано концепцію конкурентно-темплатної дії добавок катіонів і аніонів при синтезі сорбентів на основі гідроксидів, фосфатів титану та цирконію. Показано, що введення таких добавок в компоненти реакційної суміші дає можливість реалізувати їхнє одержання методом золь-гель процесу і тим самим контролювати нанорозмірний характер поруватості сорбентів, їхньої хімії поверхні та сорбційно-селективні властивості;
  • теоретично обґрунтовано і експериментально підтверджено уявлення про те, що селективність сорбції мікродомішок важких металів і радіонуклідів із водних розчинів визначається поверхневим комплексоутворенням і факторами співрозмірності ультрапор адсорбентів і відповідних іонів;
  • науково обґрунтовано та експериментально показано виражену ефективність використання розроблених сорбентів і каталізаторів при захисті довкілля та внутрішнього середовища організму, а також при створенні високих технологій глибокого очищення від небажаних домішок речовин і технологічних розчинів, питної води та рідких радіоактивних відходів;
  • науково обґрунтовано уявлення про необхідність створення композитних ентеросорбентів, що дозволять контролювати в біологічних середовищах організму не тільки вміст токсикантів молекулярної природи, але також співвідношення основних компонентів електролітів та реакції накопичення патогенних вільних радикалів.

Наукова і прикладна тематика

  • Відомча тематика:
      • «Модифіковане синтетичне вугілля та піролізовані полімерні матеріали, як основа для створення медичних сорбентів нового покоління і протонних каталізаторів переробки біоматеріалів», 2015−2019 р.р.
      • «Фундаментальні засади створення спеціалізованих сорбентів для потреб приладобудування, медицини та захисту довкілля», 2017−2021 р.р
      • «Cтворення нових модифікованих композиційних сорбентів для знешкодження та контролю в ґрунтах антропогенних токсикантів», 2018−2020 р.р.
  • Конкурсна тематика:
      • Цільова комплексна програма фундаментальних досліджень НАН України «Фундаментальні проблеми створення нових речовин і матеріалів хімічного виробництва»:Договір 21-16 «Оптимізація методів і технологічних основ синтезу фосфатів і силікатів Ti і Zr з вираженою вибірковістю по відношенню до радіонуклідів та іонів – токсикантів», 2016 р.
      • Цільова програма наукових досліджень НАН України «Нові функціональні речовини і матеріали хімічного виробництва»:Договори 17-17, 17-18 «Доповане азотом нанопорувате вугілля для використання в системах енергонакопичення», 2017−2018 р.
      • Науково-технічна програма НАН України «Дослідження і розробки з проблем підвищення обороноздатності і безпеки держави»: Договори 22-15, 22-16«Універсальний одноразовий фільтр для знезараження та очищення води в польових умовах», 2015−2016 р.р.
  • Договірна тематика:
      • 153/2016«Розробка методів та технологічних основ одержання регенеруючих поглиначів СО2 на основі активованого вугілля», 2016 р.;
      • 160/2017; 171/2017-2018; 176/2018; 180/2018;«Оптимізація властивостей і виготовлення експериментальних партій вуглецевого сорбенту «Карбон» для Республіки Білорусь», 2017–2018 р.р.
      • «Оптимізація властивостей і виготовлення експериментальних партій модифікованих адсорбентів, які використовуються для оборотної адсорбції вуглекислого газу з повітря, що видихається» , 2017 р.;
      • 175/2018; 181/2-18«Вибір промислових марок активованого вугілля і умов їх модифікації з метою використання їх в якості адсорбентів важких вуглеводнів і гігрометрах конденсаційного типу», 2018 р.

Інноваційні розробки

  • створено та апробовано першу в світової практиці дослідницько-промислову золь-гель технологію виробництва неорганічних сорбентів, іонітів та каталізаторів з використанням оригінальних “oil-drop” та “air-drop” методів грануляції в режимі безперервного формування фінішних продуктів у вигляді сферичних гранул;
  • синтезовано нові різновиди неорганічних іонітів з вираженою селективністю по відношенню до аніонних та катіонних форм забруднювачів: арсену, бору, фтору, важких металів, а також радіонуклідів (урану, трансуранових елементів, цезію та стронцію);
  • розроблено оригінальний метод освітлення «блокової» води об’єкту «Укриття» Чорнобильської АЕС шляхом використання коагулянтів на основі сполук титану і подальшої сорбційної очистки освітленого розчину від радіонуклідів за допомогою його фільтрації через шар селективних до радіонуклідів неорганічних іонітів;
  • розроблено нові підходи синтезу модифікованих гетероатомами азоту і кисню гранульованих та порошкових вуглецевих сорбентів та створено на їхній основі і апробовано високоефективні медичні гемо- та ентеросорбенти, а також електродні маси для суперконденсаторів;
  • організовано серійне виробництво гемосорбційних колонок спільно з фірмою ”Фармавіт” (Білорусь), які містять синтезований в Інституті гранульований вуглецевий гемосорбент (умовна назва “Карбон”) на основі високопоруватого кокосового вугілля;
  • розроблено універсальний одноразовий мембранний фільтр для знезараження та очищення води в польових умовах.

Наукові зв’язки

  • Центр сорбційних технологій та плазмофорезу (м. Мінськ, Білорусь);
  • Інститут фізики (м. Вільнюс, Литва);
  • Інститут проблем безпеки атомних електростанцій НАН України (м. Київ, м. Чорнобиль, Україна);
  • Інститут мінералогії і кристалографії БАН (м. Софія, Болгарія);
  • Мішкольцкий університет (м. Мішкольц, Угорщина).

Захист дисертацій співробітниками відділу

  • 2016Олексієнко Ольга Володимирівна Physico-chemical properties of sol-gel synthesized titanosilicates for the uptake of radionuclides from aqueous solutions. − Technology. − Mikkeli University Consortium (MUC), Mikkeli, Finland. – Professor Mika Sillanpää, LUT School of Engineering Science, Lappeenranta University of Technology, Finland.

Провідні співробітники відділу


Горлов
Юрій Іванович

н.с., д.х.н., професор
Посилання на профіль в сколарі: Google.Scholar.Profile
Посилання на профіль в скопус: Scopus.Profile
Область наукових інтересів
Квантово-хімічні дослідження енергетики реакцій, пов’язаних з дією уремічного токсину індоксилсульфату на перебіг хронічних хвороб нирок людини. Розробка нової моделі активованого вугілля як системи графенів з відкритими електронними оболонками. Квантово-хімічна оцінка іонообмінних механізмів мінералізації в біологічних середовищах

Романова
Ірина Вікторівна

с.н.с., к.х.н.
Посилання на профіль в сколарі:Google.Scholar.Profile
Посилання на профіль в скопус: Scopus.Profile
Область наукових інтересів
ССинтез та дослідження функціональних оксидних матеріалів з використанням цитратного методу. Оцінка сорбційної здатності оксидних матеріалів по відношенню до біологічно важливих аніонів

Журавльов
Ігор Захарович

с.н.с., к.х.н.
Посилання на профіль в сколарі: Google.Scholar.Profile
Посилання на профіль в скопус: Scopus.Profile
Область наукових інтересів
Синтез гелевих гранульованих і комбінованих поруватих матеріалів для іонообмінної сорбції і очищення водних розчинів від сполук важких металів та радіонуклідів.

Фарбун
Ірина Анатоліївна

с.н.с., к.х.н.
Посилання на профіль в сколарі: Google.Scholar.Profile
Посилання на профіль в скопус: Scopus.Profile
Область наукових інтересів
Розробка вуглецевих та неорганічних сорбентів комплексної дії, дослідження їхньої адсорбційної здатності по відношенню до біологічно активних речовин.

Лапко
Володимир Федорович

с.н.с., к.х.н.
Посилання на профіль в сколарі: Google.Scholar.Profile
Посилання на профіль в скопус: Scopus.Profile
Область наукових інтересів
Розробка сорбентів на основі вугілля, модифікованого воднем для вилучення іонів благородних металів з технологічних розчинів. Розробка та дослідження бактерицидної дії деяких сольових форм неорганічних та вуглецевих іонітів.

Список найважливіших публікацій за останні 5 років

  • Oleksienko O., Meleshevych S., Strelko V., Wolkersdorfer C., Tsyba M.M., Kylivnyk Y.M., Levchuk I., Sitarz M., Sillanpää M. Pore structure and sorption characterization of titanosilicates obtained from concentrated precursors by the sol-gel method // RSC Advances. 2015 – V. 5. – № 89. – P. 72562–72571. doi: 10.1039/C5RA06985H.
  • Strelko V.V., Gorlov Yu. Mechanisms of oxidative stress and vessels sclerotic transformation initiated by uremis toxin indoxyl sulfate // Eurasian Chemico-Technological Journal. 2016 V. 18. – №1. – P. 39–45.
  • Barany S., Bohacs K., Chepurna I., Meszaros R. Electrokinetic properties and stability of cerium dioxide suspensions // RSC Advances. 2016 – V. 6. – № 73. – P. 69343–69351. doi: 10.1039/C6RA12725H.
  • Khalameida S., Samsonenko M., Skubiszewska-Zięba J., Zakutevskyy O.I. Dyes catalytic degradation using modified tin (IV) oxide and hydroxide powders // Ads. Sci. Tech. 2017 – V. 35. – № 9–10. – Р. 853–865. doi: 0.1177/0263617417722251.
  • Romanova I.V., Kirillov S.A. Preparation of Сu, Ni, and Co oxides by a citric acid aided route: effect of metal ions on thermal decomposition and morphology // J. Therm. Anal. Calorim. 2018. – V. 132. – Р. 503–512. doi: 10.1007/s10973-017-6880-5.
  • Kirillov S.А, Romanova I.V., Lisnycha T.V., Potapenko A.V. High-rate electrochemical performance of Li4Ti5O12 obtained from TiCl4 by means of a citric acid aided route // Electrochimica Acta 2018 – V. 286. – Р. 163–171. doi: 10.1016/j.electacta.2018.08.034.
  • Khokhlov A., Strelko V., Khokhlova L. Physico-chemical features of bioactive carbon sorbents for oil //Chemistry and Chemical Technology. 2018 – V. 12. – № 3. – P. 337–340. doi: 10.23939/chcht12.03.337.
  • Redkina A.V. Process of propane dehydrogenation on VxOy/H-Ti-MCM-41. Engineering sciences: development prospects in countries of Europe at the beginning of the third millennium: Collective monograph. Riga: Izdevnieciba “Baltija Publishing” (492 p.). 2018 – V. 2. – Р. 297–329.
  • Isaieva Y.V., Farbun I.A., Trykhlib V.A. Peculiarities of the sorption of amino acids and their metabolites by medicinal carbon sorbents // Theor. Exper. Chem. 2019 – V. 54. – № 6. – P. 414–419. doi: 10.1007/s11237-019-09589-3.
  • Sydorchuk V.V., Poddubnaya O.I., Tsyba M.M., Zakutevskyy O.I., Khyzhun O.Yu., Khalameida S.V., Puziy A.M. Activated carbons with adsorbed cations as photocatalysts for pollutants degradation in aqueous medium // Adsorption 2019 doi: 10.1007/s10450-018-00006-0.