Відділ гетерогенного кислотно-основного каталізу

Завідувач відділу

Володимир Вікторович Брей очолює відділ з 2003 р.

Станом на лютий 2025 р. у відділі працює 15 спеціалістів, серед них 10 кандидатів наук, 2 аспіранти.

За останні 5 років співробітниками відділу опубліковано:

25 статей, які індексуються Scopus та іншими міжнародними базами даних
одержано 15патентів
захищено 1 докторську (С.В. Прудіус) та 1 кандидатську (Н.Л. Гес) дисертації.

Основні наукові напрямки

Дослідження закономірностей перебігу каталітичних реакцій з переносом протону;
Синтез нових кислотних і оснόвних оксидних матеріалів;
Розробка селективних каталізаторів для одержання хімічних продуктів широкого застосування на основі відновлювальної сировини;
Розробка вуглецевих матеріалів з доступної сировини;
Практична направленість робіт пов’язана із розробкою нових каталітичних процесів переробки біоспиртів та карбогідратів;
З 2024 року виконуються роботи для потреб Збройних сил України.

Найважливіші наукові досягнення

Спільно з ТОВ «Виробнича група Техінсервіс» (Київ) розроблено нову НРРОа технологію виробництва пропілен оксиду, яку реалізовано на установці потужністю 2000 тон ПО/рік на ТОВ «Карпатнафтохім» в м. Калуш: запуск установки червень 2020 року, прийняття в експлуатацію листопад 2021року.
Спільно з ТОВ «Виробнича група Техінсервіс» розроблено нову технологію одержання мономерного лактиду на основі гліцерину, спроектовано установку переробки гліцерину потужністю 3200 т/рік з виробництвом біодеструктуючого лактиду 1100 т/рік.
На замовлення ТОВ «Карпатнафтохім», спільно з ТОВ «Виробнича група Техінсервіс» розроблено технологію парофазного гідрування піролізних С^‘_4-5 фракцій на промисловому мідьвмісному каталізаторі. Впровадження цієї технології на олефіновому заводі ТОВ «Карпатнафтохім» дозволить замінити дорогий паладій-алюмооксидний каталізатор в Axens процесі.
На замовлення ТОВ «Карпатнафтохім», спільно з ТОВ «Виробнича група Техінсервіс» розроблено спосіб високотемпературного хлорування етилену до вінілхлориду. Ця нова технологія може замінити зношений Вінноліт процес, який експлуатується з 1986 року, з виключенням стадій низькотемпературного хлорування етилену до дихлоретану та високотемпературного піролізу ДХЕ до вінілхлориду
Синтезовано новий потрійний сильнокислотнийZrO₂SiO₂–SnO₂оксид (H₀ = −14.52), який забезпечує 80% вихід левулінової та мурашиної кислот при 100% конверсії фруктози за температури 180 °С.
Розроблено ефективний нанесений CuO-CrO₃/Al₂O₃ каталізатор окиснення парової суміші етиленгліколю та метанолу до метилгліколату як прекурсору для одержання біорозкладного полігліколату. Каталізатор забезпечує 80 % селективність за метилгліколатом з 100% конверсією етиленгліколю при 200−210 °C.
На замовлення і спільно з ТОВ «Виробнича група Техінсервіс» розроблено спосіб олігомеризації оксиду пропілену до поліолів М_n>3000, який планується впровадити на ТОВ “Карпатнафтохім».
Розроблено спосіб одержання гліколіду, як мономера для біорозкладного полігліколату, через парофазну конденсацію метилгліколату за зниженого тиску на селективному ТiO₂/SiO₂ каталізаторі. Показано, що каталізатор продукує 4.9 ммоль гліколіду/г_кат/год при 270°С/2.5 кПа, що є придатним для практики ..

Наукова і прикладна тематика

Відомча тематика:

“Розробка ефективних каталізаторів для актуальних хімічних процесів переробки переважно поновлюваної сировини” 2021-2023
“Каталітична конверсія вуглеводнів С2-С3 поліоли та естери гідроксикарбонових кислот” 2022-2026

Конкурсна тематика:

Цільова комплексна програма наукових досліджень НАН України для молодих вчених «Конверсія карбогідратів на твердих каталізаторах в хімічні сполуки, що застосовуються у виробництві біополімерів», 2021-2022

Договірна тематика:

“Окиснення пропілену до пропілен оксиду: лабораторні дослідження“, 2017-2020
“Парофазна конденсація метиллактату до лактиду: лабораторні дослідження“, 2019-2020
“Газофазне гідрування фракцій С4-С5 олефінів: лабораторні дослідження“, 2020-2021
“Високотемпературне хлорування етилену до вінілхлориду: лабораторні дослідження“, 2021-2022

Інноваційні розробки готові для впровадження *

Процеси одержання етилацетату, н-бутанолу та 1,1-діетоксиетану з біоетанолу з будівництвом і запуском виробництва
Процес одержання мономерного лактиду з гліцерину

* Спільно з ТОВ «Виробнича група Техінсервіс»

Захист дисертацій співробітниками відділу

2015 – Бодюл Н.С. – Олігомеризація тетрагідрофурану та бекманівське перегрупування циклогексаноноксиму в ε–капролактам на твердих кислотах – Дис. канд. хім. наук : 02.00.04 – фізична хімія – Інститут хімії поверхні ім. Чуйка НАН України, спеціалізована рада Д 26.210.01 – науковий керівник – В.В. Брей
2016 – Іньшина О.І. – Синтез та каталітичні властивості сильнокислотних ZrO₂-SiO₂ і ZrO₂-SiO₂-Al₂O₃ оксидів – Дис. канд. хім. наук : 02.00.13 – нафтохімія та вуглехімія – Інститут біоорганічної хімії та нафтохімії НАН України, спеціалізована рада Д 26.220.01 – науковий керівник – науковий керівник – В.В. Брей
2018 – Милін А.М. – Каталітичний синтез етил лактату і молочної кислоти на основі гліцерину – Дис. канд. хім. наук : 02.00.13 – нафтохімія та вуглехімія – Інститут біоорганічної хімії та нафтохімії ім. В.П. Кухаря НАН України, спеціалізована рада Д 26.220.01 – В.В. Брей
2024 – Н.Л.Гес – Конверсія фруктози до алкіллактатів та левулінової кислоти на SnO₂-вмісних каталізаторах – Дис. док. філ.:102 – Хімія – Інститут сорбції та проблем ендоекологіїНАН України, спеціалізована рада 4014 – науковий керівник – С.В. Прудіус
2025 – С.В. Прудіус – Синтез і каталітичні властивості змішаних кислотних оксидів на основі елементів III-IV груп – Дис. док. хім. наук: 02.00.04 – фізична хімія – Інститут хімії поверхні ім. Чуйка НАН України Д 26.210.01, науковий керівник – В.В. Брей

Провідні співробітники відділу

Список найважливіших публікацій за останні 5 років

1. В.В. Брей, І.В. Щуцький, І.М. Підсадюк. Нова вітчизняна HPPOа технологія виробництва пропіленоксиду. Вісник НАН України, №1 2022. doi: https://doi.org/10.15407/visn2022.01.063
2. І.В. Щуцький, В.В. Брей, М.Є. Шаранда, Є.В. Каськов, О.Ю. Дагаєв, І.М. Підсадюк, А.М. Милін, Є.О. Михайленко, О.Ю. Зінченко. Нова НРРОа технологія одержання пропіленоксиду: від лабораторного реактора до комерційної пілотної установки. Каталіз та нафтохімія №32, 2021. https://doi.org/10.15407/kataliz2021.32.001
3. В.В. Брей, І.В. Щуцький, А.М. Милін, М.Є. Шаранда. «Спосіб одержання каталізатора епоксидування пропілену “TIS-1” Патент на корисну модель UA 142563 U, опубл. 10.06.2020, Бюл.№ 11
4. А.М. Варварін, С.І. Левицька, А.М. Милін, В.В. Брей. Парофазна конверсія метиллактату до лактиду на TiO₂/SiO₂ каталізаторі за зниженого тиску.Каталіз та нафтохімія №30, 2020. https://doi.org/10.15407/kataliz2020.30.038
5. V.V. Brei, V.V. Shchutskyi, M.E. Sharanda, A.M. Varvarin, S.I. Levytska, A.M. Mylin, S.V. Prudius, O.Yu. Zinchenko. “Metod for producing lactide from C-Polyols” EP 4148081 A1. publ.date 15.03.23 Bull. 2023/11.
6. М.Є. Шаранда, А.М. Милін, О.Ю. Зінченко, В.В. Брей Парофазне окиснення пропіленгліколь-метанольної суміші до метиллактату на CeO₂/Al₂O₃ каталізаторі. Каталіз та нафтохімія №31, 2021. https://doi.org/10.15407/kataliz2021.31.092
7. A.M. Varvarin, S.I. Levytska, A.M. Mylin, O.Yu. Zinchenko, V.V. Brei.Vapor-phase oxidation of ethylen eglycol methanolic solution into methyl glycolate over CuO-containing catalysts. Catalysis and Petrochemstry No33, 2022. https://doi.org/10.15407/kataliz2022.33.059
8. S.I. Levytska, А.M. Mylin, А.M. Varvarin. Catalytic synthesis of methyl glycolate from glyoxal methanol solution over base catalysts.Chem. Chem. Techn. V 16, No 4, 2022. https://doi.org/10.23939/chcht16.04.515
9. S.V. Prudius, N.L. Hes, A.Yu. Zhuravlov, Brei V.V. Oxidation of xylose – methanol mixture into methyl lactate and methyl glycolate over CeO₂–SnO₂/Al₂O₃ catalyst. Chem. Phys.Techn. Surface V.15, No3, 2024. https://doi.org/10.15407/hftp15.03.340
10. М.Є. Шаранда, А.М. Милін, О.Ю. Зінченко, В.В. Брей. Гідрування С’5 олефінів в паровій фазі на мідь-оксидному каталізаторі. Каталіз та нафтохімія №32, 2021. https://doi.org/10.15407/kataliz2021.32.093
11. В.В. Брей, І.В. Щуцький, М.Є. Шаранда, А.М. Милін, О.Ю. Зінченко. Спосіб каталітичного гідрування с_4-5 олефінів. Патент на винахід № 128588. опубл. 21.08.2024, Бюл.№ 34
12. S.V. Prudius, N.L. Hes, A.M. Mylin, V.V. Brei. Continuous conversion of fructose into methyl lactate over SnO₂-ZnO/Al₂O₃ catalyst. J. Chem.&Techn. V, 29, No1, 2021. https://doi.org/10.15421/082107
13. N.L. Hes, S.V. Prudius, A.M. Mylin. Catalytic production of levulinic and formic acids from fructose over superacid ZrO₂–SiO₂–SnO₂. Colloids Interfaces V.6 No1, 2022. https://doi.org/10.3390/colloids6010004
14. S.V. Prudius, N.L. Hes, V.V. Trachevskiy, O.Yu. Khyzhun, V.V. Brei. Superacid ZrO₂–SiO₂–SnO₂ mixed oxide: synthesis and study. Chem. Chem.Techn. V.15, No. 3, 2021. https://doi.org/10.23939/chcht15.03.336
15. O.I. Inshina, S.V. Prudius, V.V. Brei. Superacid L-sites on the surface of ternary ZrO₂-SiO₂-Al₂O₃ and ZrO₂-SiO₂-SnO₂oxides. Theoret.Experim. Chem.V.58 No4. 2022. https://doi.org/10.1007/s11237-022-09744-3
16. S.V. Prudius, N.L. Hes, O.I. Inshina, O.Yu. Khyzhun. Synthesis and investigation of ZrO₂-SiO₂ oxide alloyed with Sn(IV) ions. Materials Science No1, 2022,Vol. 58, 2022. https://doi.org/10.1007/s11003-022-00634-6
17. O.I. Inshyna, A.M. Mylin, V.V. Brei. Solvent free dehydration of sorbitol to isosorbide catalyzed by sulfonic acid resins. J.Chem.Techn. V.29, No.3, 2021. https://doi.org/10.15421/jchemtech.v29i3
18. V.V. Brei, S.I. Levytska, S.V. Prudius. To the question of oxidation on the surface of oxides: temperature- programme doxidation of cyclohexanol. Catalysis&Petrochemistry No33, 2022. https://doi.org/10.15407/kataliz2022.33.001
19. В.В. Брей. Дослідження по гетерогенному кислотно-основному каталізу в Інституті сорбції та проблем ендоекології НАН України.Каталіз та нафтохімія №34, 2023. https://doi.org/10.15407/kataliz2023.34.031

	Прудіус Світлана Володимирівна ст.н.с., д.х.н. Посилання на профіль в сколар:Google.Scholar.Profile Посилання на профіль в скопус: Scopus.Profile Область наукових інтересів Синтез твердих кислотних та біфункціональних каталізаторів, та їх тестування в процесах перетворення поновлювальних речовин в продукти широкого застосування, зокрема одержання етиллактату з етанольних розчинів фруктози.
	Левицька Світлана Іванівна ст.н.с., к.х.н. Посилання на профіль в сколар: Google.Scholar.Profile Посилання на профіль в скопус: Scopus.Profile Область наукових інтересів Синтез змішаних основних, амфотерних та кислотних оксидів та розробка на їх основі ефективних твердих каталізаторів для переробки поновлювальної сировини.
	Варварін Анатолій Михайлович ст.н.с., к.х.н. Посилання на профіль в сколар: Google.Scholar.Profile Посилання на профіль в скопус: Scopus.Profile Область наукових інтересів Розробка способів каталітичної трансформації біоспиртів та карбогідратів.
	Іньшина Олена Ігорівна н.с., к.х.н. Посилання на профіль в сколар: Google.Scholar.Profile Посилання на профіль в скопус: Scopus.Profile Область наукових інтересів Синтез твердих кислотних каталізаторів на основі змішаних оксидів для конверсії поновлювальних похідних біомаси в широковживані продукти
	Милін Артур Миколайович н.с., к.х.н. Посилання на профіль в сколар: Google.Scholar.Profile Посилання на профіль в скопус: Scopus.Profile Область наукових інтересів Розробка каталітичних процесів на основі поновлюваної сировини, зокрема полілактиду. Учасник бойових дій з 2022 року (ветеран війни).
	Гес Наталія Леонідівна н.с. доктор філософії Посилання на профіль в сколар: Google.Scholar.Profile Посилання на профіль в скопус: Scopus.Profile Область наукових інтересів Каталітичні перетворення поновлюваної сировини на твердих кислотних та біфункціональних каталізаторах.