|
Оглавление
ПРЕДИСЛОВИЕ РЕДАКТОРА
Посвящается 90-летию Ивановского государственного химико-технологического университета Представленная коллективная монография является результатом работы ряда научных коллективов ведущих научно-исследовательских институтов и университетов России, которые активно взаимодействуют и обсуждают общие проблемы теории катализа и адсорбции, как в рамках ежегодно проводимой Всероссийской конференции «Актуальные проблемы теории и практики гетерогенных катализаторов и адсорбентов», так и на других профильных конференциях и симпозиумах. В монографии систематизированы теоретические представления и результаты экспериментальных работ, посвящённых исследованию современных проблем теории и практики гетерогенных катализаторов и адсорбентов. В первой главе авторы (Кацман Е.А., Данюшевский В.Я., Шамсиев Р.С., Флид В.Р.) рассматривают вопросы, связанные с учётом количества молекул субстратов, которые может связать один активный центр гетерогенного катализатора. Их выводы значительно расширяют современное понимание теории Ленгмюра. Следующая глава, изложенная Каримовым О.Х., Тептеревой Г.А., Флидом В.Р., Мовсумзаде Э.М., концентрирует своё внимание на практической стороне получения и применения сульфокислотных катализаторов на основе лигнина. Третья глава авторского коллектива: Голосман Е.З, Ефремов В.Н., посвящена исследованию, внедрению в промышленность более 200 катализаторов, а также созданию и внедрению новых высокоэффективных, при этом экологичных препаратов для защиты растений и лечения животных, полученных при синтезе полупродуктов катализаторов. В четвёртой главе (Князев А.В., Сыров Е.В., Шварева А.Г.) подробно рассматривают свойства и методы синтеза сложных оксидов со структурами минералов пирохлора и перовскита, которые используются в качестве катализаторов для реакции окисления CO, NO и их смеси, процессов риформинга метана и этанола, фотокаталитического разложения органических соединений, а также в качестве сорбентов для поглощения таких газов, как CO и NO. Глава пятая - Прокофьева В.Ю., Гординой Н.Е. посвящена поиску путей усовершенствования процесса твёрдофазного синтеза сорбентов, основанные на методах механохимической активации и ультразвуковой обработки. Рассмотрены физико-химические аспекты изготовления формованных сорбентов с заданной структурой и, как следствие, адсорбционными свойствами. В монографии рассмотрены закономерности переработки хлорорганических соединений (глава шестая - Флид М.Р., Карташов Л.М., Трегер Ю.А.). Представлены научные подходы к различным способам восстановления хлорорганических соединений, проведённый солидный аналитический обзор литературы в совокупности с собственным экспериментальным материалом позволили авторам сделать фундаментальные обобщения закономерностей данного класса реакций. Представлены результаты исследования количественных и структурных характеристик углеродистых отложений, образующихся в процессе пиролиза 1,2-дихлорэтана, а также влияние конструкционных материалов и органических примесей – трихлорэтилена, бензола и 1,1 дихлорэтана, на показатели процесса пиролиза, включая интенсивность коксообразования (глава седьмая - Трушечкина М.А., Флид М.Р., Сидоренкова А.П., Флид В.Р., Трегер Ю.А.). Восьмая глава представляет из себя обзор работ школы профессоров Ягодовского В.Д. и Михаленко И.И., посвящённых адсорбции на поверхности никеля. Представленные в обзоре результаты свидетельствуют о влиянии малых количеств поверхностных добавок в виде продуктов хемосорбции простых молекул на электрофизические и магнитные свойства наноразмерных частиц гранулированных плёнок и ультрадиспесного порошка никеля. Обнаружен ингибирующий эффект малых количеств пироуглерода (адсорбция и термолиз этилена) в реакции хемосорбированного кислорода с моноксидом углерода на УДП никеля. Последние две главы (глава 9 - Ильин А.А., Румянцев Р.Н., Смирнов Н.Н., Ильин А.П.; глава 10 - Афинеевский А.В., Прозоров Д.А., Вдовин Ю.А., Смирнов Д.В.), отражают работы научных коллективов Ивановского государственного химико-технологического университета, освещают методики синтеза катализаторов гидрирования и дегидрирования на основе переходных металлов, показывают новые подходы к созданию каталитических систем с регулируемыми адсорбционными свойствами. Предложены принципы смещения адсорбционных равновесий, что в будущем должно позволить создать теории, позволяющие прогнозировать каталитические свойства переходных металлов в реакциях восстановления и дегидрирования различных классов органических соединений. Несомненно, что обширный материал в области исследования процессов адсорбции и гетерогенных катализаторов, придаёт представленной монографии как научное, так и образовательное значение. Книга окажется полезной для широкого круга научных сотрудников, преподавателей университетов и специалистов-практиков, работающих в области создания и изучения гетерогенных каталитических систем.
Член-корреспондент РАН О. И. Койфман
ВВЕДЕНИЕ
Катализ является одним из основных средств управления химическими процессами в промышленной и лабораторной практике. С помощью катализаторов управляют скоростями и направлением протекания целевых реакций, становится возможным существенно расширять сырьевую базу. 90% всего промышленного химического производства – каталитические процессы. Реализация новых технологических схем всё в большей степени зависит от разработки достаточно эффективных катализаторов. Работы в области изучения механизмов каталитических процессов, закономерностей адсорбции реагирующих веществ, массо- и теплопереноса ведутся достаточно широко уже продолжительное время, однако закономерностей, обобщающих все каталитические процессы, практически не найдено и уровень развития теории отдельных реакций с участием катализатора могут существенно отличаться. Большое количество работ носят эмпирический характер, что требует больших трудозатрат. В виду этого большое значение в области гетерогенного катализа приобретают работы фундаментального характера, исследования, позволяющие предвидеть адсорбционные и каталитические свойства металлов и катализаторов на их основе. Неотъемлемой частью каталитического процесса является адсорбция. Согласно всем существующим теоретическим представлениям закономерности адсорбции реагирующих веществ определяют активность и селективность любого катализатора. Использование закономерностей адсорбции для объяснения наблюдаемых кинетических закономерностей и раскрытия механизмов каталитического действия выделено в качестве приоритетной задачи Европейской федерации каталитических обществ EFCATS. Подобная научная задача очень сложна, поскольку для её решения закономерности адсорбции необходимо рассматривать непосредственно в условиях протекания каталитической реакции. Подходы к экспериментальным методам таких измерений в литературе крайне ограничены. Однако, в частных случаях, возможно достаточно успешно проводить поиск корреляций результатов отдельных адсорбционных и кинетических экспериментов. Материал коллективной монографии отражает содержание наиболее актуальных проблем, обсуждаемых на Всероссийских конференциях «Актуальные проблемы теории и практики гетерогенных катализаторов и адсорбентов» с 2016 по 2019 г. Конференция ежегодно проводится Ивановским государственным химико-технологическим университетом совместно с Научным советом РАН по физической химии. В монографии приведены обзоры основных результатов исследований авторских коллективов ведущих университетов и представителей промышленности, работающих в области гетерогенного катализа и адсорбции: Ивановский государственный химико-технологический университет, г. Иваново, МИРЭА – Российский технологический университет, г. Москва; Национальный исследовательский Нижегородский государственный университет им. Н.И. Лобачевского, г. Нижний Новгород; Научно-исследовательский инженерный центр «Синтез», г. Москва; ООО «НИАП-КАТАЛИЗАТОР», г. Новомосковск. Материал монографии, несомненно, имеет как научное, так и образовательное значение, будет полезен для научно-технических работников и аспирантов, специализирующихся в области катализа и адсорбции, а также для специалистов промышленности, использующих технологические процессы в гетерогенных системах. Воспитание новых высококвалифицированных кадров невозможно без издания литературы посвящённой фундаментальным основам каталитических технологий, отражающих современные подходы к исследованию различных реакций. Кроме того, в монографию вошли данные по синтезу и промышленному применению гетерогенных катализаторов в целом ряде процессов. Такими образом, в представленной монографии рассматривается широкий круг вопросов теории и практики гетерогенных катализаторов и адсорбентов, связанных с теорией лабораторного синтеза, подбора, испытания, промышленного производства.
Афинеевский А.В., Прозоров Д.А. О редакторе
 Койфман Оскар Иосифович Член-корреспондент РАН, доктор химических наук, профессор. Заведующий кафедрой химии и технологии высокомолекулярных соединений Ивановского государственного химико-технологического университета, заведующий лабораторией Института химии растворов им. Г. А. Крестова РАН. Известный специалист в области физической, координационной и синтетической химии тетрапиррольных макрогетероциклов и порфиринполимеров. О. И. Койфман — заслуженный деятель науки, лауреат премии Президента РФ в области образования (2003), премии Правительства РФ в области науки и техники (2002). Автор более 1300 публикаций.
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||