Завідувач відділу

Відділ створено у 1991 році. Керівник відділу акад. НАН України, проф., д.х.н. В.В. Стрелко (1991–2016 р.р.). З січня 2020р. – д.х.н., c.н.с. І.В. Романова

У відділі станом на січень 2025 року працює 18 спеціалістів, серед них 2 доктори наук та 8 кандидатів наук. До складу відділу входять:
Лабораторія екологічної хімії (зав. лаб. д.х.н., ст.досл. І.А. Ковальчук )
Комплексна контрольно-аналітична лабораторія (зав. лаб. к.х.н. О.І. Закутевський).

Основні наукові напрямки

Розробка способів синтезу сорбційних матеріалів екологічного призначення на основі природних та синтетичних оксидів, фосфатів та силікатів перехідних металів з покращеною нанопоруватою структурою та високою селективністю по відношенню до основних неорганічних токсикантів;
Синтез та дослідження композиційних сорбентів на основі шаруватих силікатів для очищення грунтів, поверхневих та підземних вод від важких металів та радіонуклідів.
Одержання сорбційних матеріалів на основі неорганічних іонітів (фосфатів та силікатів титану і цирконію, фероцианіду нікелю), осаджених на оксидних носіях;
Вивчення адсорбційних характеристик отриманих сорбентів в залежності від умов синтезу, поруватої структури та молекулярної будови поверхневого шару по відношенню до іонів цезію, стронцію, урану, кадмію, свинцю, кобальту, купруму, нікелю, хрому та ряду органічних токсикантів: амінокислот та їх похідних, пестицидів та вуглеводнів.

Найважливіші наукові досягнення

Розроблено метод одержання сорбентів на основі фосфатів цирконію і силікатів титану, а також фероціаніду нікелю і подвійного сульфату барію-кальцію, нанесених на поверхню силікагелю та базальтового волокна. На матеріалах проведено дослідження сорбції іонів перехідних металів (міді, цинку та кадмію) в статичних та радіоцезію і радіостронцію у динамічних умовах. Проведено пілотні випробування з визначення ефективності використання одержаних сорбційних матеріалів у технологічному процесі очистки трапних вод (сумісно з державним спеціалізованим підприємством Чорнобильська АЕС);
Розроблено технології очищення підземних вод від сполук урану та важких металів за допомогою проникних реакційно-здатних бар’єрів. Ефективність застосування проникних реакційних бар’єрів підтверджена дослідно-промисловою перевіркою в українському центрі урановидобувної та переробної промисловості – місті Жовті Води;
Розроблено метод синтезу гранульованого магній силікатного сорбенту з розвинутою поруватою структурою (S_пит=640 м²/г) та високою адсорбційною ємністю щодо катіонів важких металів, стронцію та арсенат-іонів (1 ммоль/г);
За новою методикою одержано ефективні сорбційні матеріали на основі каоліну вітчизняного походження, які вилучають іони цезію, кадмію та свинцю з водних розчинів з сорбційною ємністю до 1.7 ммоль/г (Cs⁺) та 0.7 ммоль/г (Cd²⁺ і Pb²⁺), а також виявили високий ступінь вилучення іонів міді (99.9 %) при її невисоких концентраціях у водних розчинах (до 0,2 ммоль/л);
одержано хімічно модифіковані екосорбенти со-піролізом лігноцелюлозовмісних рослинних сільгоспвідходів (шрот сої, кукурудзяний шрот) з сірковмісною речовиною (тіосульфат натрію), що мають високий ступінь вилучення (більше 90%) іонів Hg²⁺, Cd²⁺ та Co²⁺ з водних розчинів.
В рамках виконання конкурсної тематики синтезовано зразки літійованих оксидів мангану та титану, які є прекурсорами для одержання високоселективних сорбентів для концентрування літію з природних ресурсів.

Наукова і прикладна тематика

Відомча тематика:

«Фундаментальні засади створення спеціалізованих сорбентів для потреб приладобудування, медицини та захисту довкілля», 2020−2021 р.р.
«Синтез та фізико-хімічні дослідження композиційних матеріалів екологічного призначення на основі природних та синтетичних силікатів», 2022-2024 р.р.

Конкурсна тематика:

«Сорбенти екологічного призначення на основі механохімічно активованих глинистих мінералів для видалення радіонуклідів», 2022 р.
«Біфункціональні матеріали для селективного концентрування літію з природних ресурсів та для використання в якості електродів для сучасних джерел струму»2023-2024 рр.

Договірна тематика:

«Вибір промислових марок активованого вугілля і умов їх модифікації з метою використання їх в якості адсорбентів важких вуглеводнів і гігрометрах конденсаційного типу», 2020 р.

Інноваційні розробки

Нові різновиди неорганічних іонітів з вираженою селективністю по відношенню до аніонних та катіонних форм забруднювачів: іонів важких металів, арсену, а також радіонуклідів (урану, трансуранових елементів, цезію та стронцію);
Спосіб нанесення неорганічних іонітів на поверхню силікагелю та базальтового волокна;
Способи покращення поруватої структури та адсорбційних властивостей сорбентів шляхом використання гідротермальної та мікрохвильової обробки, а також застосуванням темплатного методу.

Наукові зв’язки

Інститут проблем безпеки атомних електростанцій НАН України (м. Київ, м. Чорнобиль, Україна);
Інститут хімії поверхні ім. О.О.Чуйка (м.Київ, Україна);
Інститут фізичної хімії ПАН (м. Варшава, Польша);
Інститут ботаніки ім. М.Г.Холодного (м. Київ, Україна).

Захист дисертацій співробітниками відділу

2019 – Романова Ірина Вікторівна – Фізико-хімічні основи одержання функціональних оксидних матеріалів цитратним методом. − Дис. док. хім. наук : 02.00.04 – фізична хімія – Інститут хімії поверхні ім. Чуйка НАН України, Київ.
2021 – Ковальчук Ірина Андріївна – Селективна сорбція важких металів і радіонуклідів природними та модифікованими шаруватими силікатами – Дис. док. хім. наук : 02.00.04 – фізична хімія – Інститут хімії поверхні ім. Чуйка НАН України, Київ.
2021 – Федоришин Олександр Сергійович – Вуглецьвмісні кислотні каталізатори для переестерифікації рослинних олій етанолом – Дис. канд. хім. наук : 02.00.13 – нафтохімія та вуглехімія – Інститут біоорганічної хімії та нафтохімії ім. В.П. Кухаря НАН України, Київ.

Провідні співробітники відділу

Список найважливіших публікацій за останні 5 років

Монографії

Корнілович Б.Ю., Ковальчук І.А.Селективна сорбція важких металів і радіонуклідів природними та модифікованими шаруватими силікатами, Київ, Науково-виробниче підприємство «Видавництво «Наукова думка» НАН України», 2024, 204 с. DOI https://doi.org/10.15407/978-966-00-1902-7
Ковальчук І.А.Нові керамічні матеріали і методи їх синтезу [Електронний ресурс] : навч. посіб.; уклад.: І.А. Ковальчук – Електрон. текст. дані (1 файл). – Київ : КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2024. – 198 с. https://ela.kpi.ua/handle/123456789/68147
Корнілович, Б.Ю. Пилипенко І. В., Ковальчук І.А.Фізико–хімія сучасних неорганічних матеріалів [Електронний ресурс] : підручник для студ.; – Електронні текстові дані (1 файл: 3,72 Мбайт). – Київ : КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2021. – 134 с. https://ela.kpi.ua/handle/123456789/42130

Статті

B. Kornilovych, I. Kovalchuk, V. Tobilko, S. Ubaldini. Uranium Removal from Groundwater and Wastewater Using Clay-Supported Nanoscale Zero-Valent Iron. Metals, – 2020. 10, 1421, P. 1-12.
О.С Федоришин, І.В. Романова. Каталітичні властивості Р- та S-вмісних вуглецевих кислотних матеріалів у реакції переестерифікації ріпакової олії етанолом. Теоретична та експериментальна хімія. – 2021. – Т. 57. – № 2. – С. 121–125.
D.V. Tarnovsky, I.K. Chepurna, S.I. Meleshevych, V.I. Davydov, I.V.Romanova. Some synthesis aspects for poorly crystalline porous sodium titanium silicate. Resourch of Chemical Intermediates. – 2022. – V.48, – P. 2253–2265.
I.Z.Zhuravlev, M. F. Kovtun, A.V. Botsman. Simply synthesized apatites precipitated onto porous rice husk charcoal for the extraction of cadmium (II) and copper (II) ions. Separation sciences and technology. – 2022. – V. 57. – № 8. – P. 1198–2010.
Khokhlov A.V., Khokhlova L. I. Modified rice husk biochar for binding Cd(II), Cu(II) ions in aqueous solutions. Journal of Chemistry and Technologies, – 2022, 30(4), 659-666.
Zakutevskyy O., Shaposhnikova T., Kotynska L., Biedrzycka A., Skwarek E. Sorption of ammonium and phosphate ions from aqueous solutions by carbon and mineral sorbents. Physicochemical Problems of Mineral Processing. –2022. – V. 58. – № 4. – P. 150826–150833.
І.А.Фарбун, В.А.Трихліб. Селективність адсорбції триптофану та фенілаланіну активованим кокосовим вугіллям медичного призначення. Теоретична та експериментальна хімія. – 2023. – Т. 59. – № 1. – С. 54–59.
M.V.Kravchenko, O.A.Diyuk, I.Z.Zhuravlev, S.I.Meleshevych, I.V.Romanova. Impact of Hydrothermal Treatment on the Porous Structure and Adsorption Properties of Spherically Granulated Zirconium Silicate. Journal of Inorganic and Organometallic Polymers and Materials. – 2023. – V. 33. – P. 332346–2353.
Pylypenko I.V., Kovalchuk I.A., Tsyba N.N. Granular composites based on laponite and Zr/Fe-alginate for effective removal of uranium (VI) from sulfate solutions. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, – 2023, 6 (126), 27-34.
Д.В.Тарновський, О.С.Федоришин, О.А. Вишневський, І.В.Романова. Вилучення іонів цезію та стронцію з водних розчинів з використанням геополімерних матеріалів на основі метакаоліну. Хімія, фізика та технологія поверхні. –2024. – Т. 15. – № 1. – С. 102–109.

Лабораторія екологічної хімії

Завідувач лабораторії

Область наукових інтересів:
Синтез та дослідження композиційних сорбентів на основі шаруватих силікатів для очищення вод, забруднених важкими металами та радіонуклідами.

Лабораторію 1/1 екологічної хімії, як структурний підрозділ відділу № 1 Інституту, створено у 2021 році. В лабораторії працює 6 спеціалістів, з них 1 доктор наук та 3 кандидати наук.

Основні наукові напрямки

Сорбційне вилучення неорганічних та органічних токсикантів із водних розчинів;
Біосорбція і біодеструкція токсичних органічних (пестициди, нафтопродукти) і неорганічних сполук іммобілізованими мікроорганізмами;
Синтез та дослідження композиційних сорбентів на основі шаруватих силікатів для очищення грунтів, поверхневих та підземних вод від важких металів та радіонуклідів.
Розробка гранульованих хімічно та біологічно модифікованих сорбційних композитів на основі рослиної сировини для знешкодження органічних токсикантів у довкіллі.

Провідні співробітники лабораторії

Найважливіші наукові досягнення

Встановлено закономірності одержання сорбентів на основі природних шаруватих силікатів з розвиненоною мезо- та мікропоруватою структурою та функціоналізованою поверхнею для вилучення із забруднених вод природних радіонуклідів, у т.ч. урану.
Встановлено фізико-хімічні закономірності селективної адсорбції важких металів та радіонуклідів урану, цезію, стронцію композиційними сорбентами на основі природних глинистих мінералів.
Показано можливість біосорбційного вилучення ураніл-іонів з високо-мінералізованих вод хвостів уранового виробництва шляхом використання аборигенних сульфат-редукуючих бактерій.
Розроблено технології очищення підземних вод від сполук урану та важких металів за допомогою проникних реакційно-здатних бар’єрів. Моніторинг стану підземних вод в українському центрі урановидобувної та переробної промисловості – місті Жовті Води підтверджує ефективність застосування проникних реакційних бар’єрів.
Запропоновано технологію очищення ґрунтових і водних екосистем від нафти, нафтопродуктів, пестицидів шляхом створення високоефективних біосорбційних комплексів із закріпленими на носіях мікроорганізмами-деструкторами.
Створено біосорбційний препарат «Агродетокс» на основі сорбційного матеріалу рослинного походження та природної асоціації мікроорганізмів для очищення ґрунтів від пестицидів. Дослідно-промислові випробування показали можливість відновлення родючості грунтів, одержання екологічно чистої та якісної сільськогосподарської продукції, очищення вод меліоративних систем, усунення накопичення агрохімічних забруднювачів ґрунту.

Список найважливіших публікацій за останні 5 років

Монографії

Корнілович Б.Ю., Ковальчук І.А. Селективна сорбція важких металів і радіонуклідів природними та модифікованими шаруватими силікатами, Київ, Науково-виробниче підприємство «Видавництво «Наукова думка» НАН України», 2024, 204 с. DOI https://doi.org/10.15407/978-966-00-1902-7
Ковальчук І.А. Нові керамічні матеріали і методи їх синтезу [Електронний ресурс] : навч. посіб.; уклад.: І.А. Ковальчук – Електрон. текст. дані (1 файл). – Київ : КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2024. – 198 с. https://ela.kpi.ua/handle/123456789/68147
Корнілович, Б.Ю. Пилипенко І. В., Ковальчук І.А. Фізико–хімія сучасних неорганічних матеріалів [Електронний ресурс] : підручник для студ.; – Електронні текстові дані (1 файл: 3,72 Мбайт). – Київ : КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2021. – 134 с. https://ela.kpi.ua/handle/123456789/42130
Khokhlov A.V. Biochar from plant materials with a high ability to degrade oil products. Actual problems of natural sciences: Modern scientific discussions.Collective Monograph. Lublin, Poland, 2020. P. 659-676. https://doi.org/10.30525/978-9934-588-45-7.31.

Статті

Khokhlov A.V., Khokhlova L. I., Kovtun M.F. Chemical and Physico-Chemical features of modified biocarbon ecosorbent for binding heavy metal ions. Journal of Chemistry and Technologies, 2024, 32(2), 363-370. doi: 10.15421/jchemtech.v32i2.298468
Kovalchuk I., Kornilovych B., Tobilko V., Bondarieva A., Kholodko Y. Adsorption removal of heavy metal ions from multi-component aqueous system by claysupported nanoscale zero-valent iron. Journal of Dispersion Science and Technology, 2023, 45(1), 68-79, https://doi.org/10.1080/01932691.2022.2127754
Kovalchuk I. Performance of Thermal-, Acid-, and Mechanochemical-Activated Montmorillonite for Environmental Protection from Radionuclides U(VI) and Sr(II). Eng, 2023, 4(3), 2141-2152; https://doi.org/10.3390/eng4030122
Khokhlov A.V. Chemical-Physical Features of the biochar-based oil-destrutive sorbent. Сhemistry, Physics and Technology of Surfase, 2023, 14(2), 255-261. DOI: https://doi.org/10.15407/hftp14.02.255
Kovalchuk I., Zakutevsky O., Sydorchuk V., Lakhnik A, Diyuk O. The effect of high energy ball milling of montmorillonite for adsorptive removal of cesium, strontium, and uranium ions from aqueous solution. Eng, 2023, 4 (4), 2812-2825. DOI: 10.3390/eng4040158
Kovalchuk I. Clay-Based Sorbents for Environmental Protection from Inorganic Pollutants. Environ. Sci. Proc, 2023, 25(1), 34. https://doi.org/10.3390/ECWS-7-14247
Pylypenko I.V., Kovalchuk I.A., Tsyba N.N. Granular composites based on laponite and Zr/Fe-alginate for effective removal of uranium (VI) from sulfate solutions. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 2023, 6 (126), 27-34. DOI: 10.15587/1729-4061.2023.292524
Хохлов А.В., Гомеля М.Д., Хохлова Л.Й. Детоксикація важких металів у ґрунті застосуванням модифікованого біовугілля з рисового лушпиння. Таврійський науковий вісник, 2022, №125, С. 244-251. DOI https://doi.org/10. 32851/2226-0099. 2022. 125. 33
Khokhlov A.V., Khokhlova L. I. Modified rice husk biochar for binding Cd(II), Cu(II) ions in aqueous solutions. Journal of Chemistry and Technologies, 2022, 30(4), 659-666. doi: 10.15421/jchemtech.v30i4.268174
Khokhlov A.V., Khokhlova L. I., Sych N.V. Using modieied biochar from bagasse for removal heavy metal. Journal of Chemistry and Technologies, 2022, 30(3), 459-465. DOI: 10.15421/jchemtech.v30i3.262094
Ковальчук І.А., Лагута А.М. Корнілович Б.Ю., Тoбілко В.Ю. Органофілізовані шаруваті силікати для видалення сполук урану (VI) з мінералізованих вод. Хімія, фізика та технологія поверхні, 2020, 2, 215-227. DOI: 10.15407/hftp11.02.215
Khokhlov, A.V., Khokhlova, L.Y., Titarenko, M.V. Development of Bio Sorption Composites of a Destructive Type for Purification of Soil Contaminated with Pesticides. Sci. innov, 2020, 16(3), 65-76 https://doi.org/10.15407/scine16.03.065
Kornilovych B., Kovalchuk I., Tobilko V., Ubaldini S. Uranium Removal from Groundwater and Wastewater Using Clay-Supported Nanoscale Zero-Valent Iron. Metals, 2020. 10, 1421, P. 1-12. DOI: 10.3390/met10111421

Патенти

Патент №139695 UA. Хохлов А. В., Хохлова Л.Й. Титаренко М. В. Спосіб отримання гранульованого біосорбційного композиту для знешкодження пестицидного забруднення ґрунтів. опубл.10. 01. 20. бюл. №1.
Патент №127846 UA. Хохлов А. В., Хохлова Л. Й. Спосіб одержання вуглецевого матеріалу деструктивного типу з відходів кукурудзи для знешкодження нафтозабруднень у водних та ґрунтових середовищах. Опубл. 17.01.2024, бюл. № 3
Патент № 128170 UA. Хохлов А. В., Хохлова Л. Й. Спосіб одержання біовуглецевого матеріалу з багаси для зв’язування важких металів у водних та ґрунтових середовищах. Опуб. 24.04.2024, бюл. № 17.

Комплексна контрольно-аналітична лабораторія

Завідувач лабораторії

Співробітники лабораторії

Комплексну контрольно-аналітичну лабораторію, як структурний підрозділ відділу № 1 Інституту, створено у 2008 році, в лабораторії працює 4 спеціалісти, з них 1 кандидат наук.

Основні наукові напрямки

дослідження сорбційних властивостей неорганічних та вуглецевих іонітів, синтезованих у Інституті, в статичних та динамічних умовах;
встановлення наявності та концентрацій токсикантів у розчинах;
визначення елементного та кількісного складу твердих речовин.

Найважливіші наукові досягнення:

експериментально показано, що ряд синтетичних неорганічних іонітів, синтезованих в Інституті, завдяки високим сорбційним властивостям та здатності до комплексного очищення розчинів від іонів цезію, стронцію та урану, перспективні до застосування при дезактивації рідких радіоактивних відходів та технічних розчинів, забруднених ураном та трансурановими елементами;
досліджено аніоніти, які мають високу селективність до неорганічних аніонів токсикантів (фосфатів, фторидів та ін.). Вивчено умови вилучення цих аніонів з розчину Рінгера, стічних та природних вод.

Забезпечення лабораторії приладами:

UV-Vis спектрофотометр UV-2450 фірми Shimadzu з приставкою дифузного відбиття ISR-240A призначений для виміру показників поглинання та пропускання розчинів або плівок та відбиття порошків у діапазоні довжини електромагнітних хвиль 190–900 нм.

Рентгено-флуоресцентний аналізатор ElvaX марки СЕР-01 для експресного одночасного визначення присутності хімічних елементів від Cl (Na при застосуванні гелію) до U у твердих та рідких пробах. Кількісний аналіз можливий лише за умови попередньої підготовки набору калібрувальних сумішей.

Двопроменевий атомно-абсорбційний спектрометр AA-6300 фірми Shimadzu для визначення вмісту елементів у розчині. У емісійному режимі є можливим визначення лужних елементів. Також у наявності є наступні лампи:

Sr, Pb, Pd, Pt, Cd, Mo, Ag, Ni, Co

Список найважливіших публікацій за останні 5 років

О.І.Закутевський, В.В. Сидорчук, С.В. Халамейда, М.Ф. Ковтун. Сорбційні властивості масивного та нанесеного фосфоромолібдату амонію щодо іонів Cs⁺, Sr²⁺ і UO₂²⁺. Теоретична та експериментальна хімія. – 2020. – Т. 56. – № 3. – С. 193–198.
Zakutevskyy O., Shaposhnikova T., Kotynska L., Biedrzycka A., Skwarek E. Sorption of ammonium and phosphate ions from aqueous solutions by carbon and mineral sorbents. Physicochemical Problems of Mineral Processing. –2022. – V. 58. – № 4. – P. 150826–150833.
Zakutevskyy O., Sydorchuk V., Kovtun M., Khalameida S., Skwarek E. Sorption of some cations on ammonium molybdophosphate embedded into structure of silica and titania. Research on Chemical Intermediates. – 2023. – V. 49. – № 5. – P. 2233–2255.
Zakutevskyy О., Khalameida S., Sydorchuk V., Kovtun M. The effect of hydrothermal, microwave and mechanochemical treatments of tin phosphate on sorption of some cations. Materials. 2023. – V. 16. – № 13. – P. 4788–4801.

	Мелешевич Світлана Іванівна с.н.с., к.х.н. e-mail: melesh@ispe.kiev.ua Посилання на профіль в сколарі:Google.Scholar.Profile Посилання на профіль в скопус: Scopus.Profile Область наукових інтересів Синтез і дослідження неорганічних сорбентів на основі змішаних оксидів; синтез титансилікатів, селективних до іонів цезію, стронцію, урану
	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 Адсорбційне видалення органічних та неорганічних токсинів з питної води та стічних вод за допомогою вуглецевих та оксидних адсорбентів.

	Ковтун Марія Францівна молодший науковий співробітник
	Котинська Людмила Йосипівна молодший науковий співробітник