На главную

 
Научные подразделения Центра
Научная библиотека
Научные советы
Издательская деятельность
История ИК СО РАН
Версия для печати | Главная > Центр > Научные советы > Научный совет по катализу > ... > 2002 год > № 24

№ 24

Обложка номера

СОДЕРЖАНИЕ

В.Н. Пармон. С наступающим Новым годом

Г.М. Жидомиров, В.И. Авдеев, Л.Я. Старцева. VI Российская конференция "Механизмы каталитических реакций"

В.А. Собянин. Теория - практике. По следам VI Российской конференции "Механизмы каталитических реакций"

Л.Б. Юдина. Крупное событие в каталитическом мире

Л.Б. Юдина. Чтобы ориентироваться в современных реалиях

За рубежом.

EFCATS Awards




В.Н. Пармон.

Подробнее


VI Российская конференция "Механизмы каталитических реакций"

VI Российская конференция
"МЕХАНИЗМЫ КАТАЛИТИЧЕСКИХ РЕАКЦИЙ"

Аннотационный отчет

1-5 Октября 2002 г. в Москве состоялась VI Российская конференция "Механизмы каталитических реакций". Предыдущие конференции проходили в Москве (1974, 1979, 1986, 1990 гг.) и в Новосибирске (1982 г.).

Конференция была организована Институтом катализа им. Г.К. Борескова СО РАН (Новосибирск) совместно с Московским государственным университетом им. М.В. Ломоносова (Москва) и поддержана Министерством промышленности, науки и технологий России,Научным советом по катализу ООТХ РАН (Москва), Российским фондом фундаментальных исследований, International Association for the Promotion of Cooperation with Scientists from the New Independent States of the former Soviet Union (INTAS) и Shimadzu GMBH, Germany.

Участники конференции

Финансовую поддержку конференции оказали: ЗАО "Уралтехногенмет", Кировград, SASOL Germany GmbH, The Dow Chemical Company, Bayer AG, UOP LLC, Engelhard, ICI, Haldor Topsoe A/S.

Конференция "Механизмы каталитических реакций" проходила с участием иностранных ученых, которые прочитали часть пленарных и ключевых лекций, а также выступали со многими устными и стендовыми докладами в соавторстве с российскими исследователями.

Примечательно то, что многие доклады российских ученых, по существу, подводили итоги многолетних систематических исследований в определенной области, что, по-видимому, отчасти связано с длительным 10-ти летним перерывом в проведении крупных отечественных конференций по катализу.

Участники конференции

В каталитическом форуме приняли участие 275 ученых, в т.ч. 224 участника из России, 15 - из стран ближнего зарубежья (Казахстана, Украины, Белоруссии и Армении) и 36 - из стран дальнего зарубежья (Германии, Франции, Польши, Финляндии, США, Италии, Японии, Австрии, Венгрии, Израиля, Норвегии и Великобритании).

Рабочими языками конференции были русский и английский.

Помимо общих пленарных и ключевых заседаний работа конференции проходила по трем параллельным тематическим секциям:

  • Гетерогенный окислительно-восстановительный катализ;
  • Гетерогенный кислотно-основной и гомогенный катализ;
  • Методы исследования механизмов каталитических реакций.

Программа Мемориальной секции "Механизм катализа на мембранах", посвященная 80-летию со дня рождения академика Владимира Михайловича Грязнова, включала пленарные лекции В.Д. Ягодовского "Научная деятельность академика В.М. Грязнова" (Российский университет дружбы народов, Москва) и А. Basile "Мембранные реактора риформинга метана окисью углерода" (University of Calabria, Rende, Italy), а также ключевую лекцию В.А. Собянина "Окислительная конверсия метана в электрохимическом реакторе с твердым кислородпроводящим электролитом" (Институт катализа им. Г.К. Борескова СО РАН, Новосибирск) и 4 устных сообщения, характеризующих мембранные катализаторы и касающихся работы мембранных реакторов.

На конференции были представлены 11 пленарных и 14 ключевых лекций, 105 устных докладов, также около 160 стендовых докладов, посвященных практически всем разделам гомогенного и гетерогенного катализа.

Конференция открылась пленарной лекцией проф. А. Белла (Калифорнийский университет, США), посвященной применению теории функционала плотности (DFT) для определения путей каталитических реакций. Проф. А. Белл широко известен своими экспериментальными исследованиями механизмов окислительно-восстановительных реакций на металлических и оксидных катализаторах, и этот его выбор тематики лекции наглядно свидетельствует о растущем интересе ведущих мировых каталитиков к возможностям квантовохимических расчетов каталитических систем. Лекция содержала результаты расчетов молекулярных механизмов (определение ключевых интермедиатов, переходных состояний, реакционных путей и активационных барьеров) реакции окисления бензола в фенол закисью азота на железо-содержащих высококремнеземистых цеолитных катализаторах, а также окислительного карбонилирования метанола в диметил-карбонат и окисления метанола в формальдегид на оксидно-ванадиевых нанесенных катализаторах.

Первая из этих реакций сейчас привлекает активное внимание в каталитической литературе после фундаментальных исследований данного процесса в работах под руководством д.х.н. Г.И. Панова (Институт катализа СО РАН, Новосибирск), доведенного до промышленной стадии в сотрудничестве с фирмой Солюша (США). В пленарной лекции Г.И. Панов обратил внимание на большие перспективы использования закиси азота как окислителя в каталитических окислительных реакциях. Молекула закиси азота может выступать как донор моноатомного кислорода, который стабилизируется на активном центре (АЦ) гетерогенного катализатора с формированием очень эффективного окисляющего интермедиата. Последнее было продемонстрировано на примере высокоселективных реакций гидроксилирования ароматических соединений на катализаторе Fe/ZSM-5. Значительная часть пленарной лекции была посвящена новому направлению, развиваемому в лаборатории Г.И. Панова - селективному жидкофазному окислению алкенов закисью азота без катализаторов, ведущему к ценным карбонильным соединениям с селективностью ~ 100%.

Необычные маршруты гидропероксидного окисления, катализируемого пероксокомплексами переходных металлов, были рассмотрены в лекции д.х.н. А.Е. Гехмана (Институт общей и неорганической химии РАН, Москва). Сейчас уже найден целый ряд систем, в которых наблюдается передача синглетного дикислорода как интермедиата активации гидроперекиси на молекулу ненасыщенного субстрата. Выявлены реакции, где пероксогруппа выступает в качестве одно- и трехэлектронного окислителя.

Различные проблемы редокс - катализа были одной из главных тем в материалах конференции. В лекции чл.-корр. РАН В.А. Лихолобова (Омский филиал Института катализа СО РАН, Омск) было показано, что использование смеси газов Н2 и О2 для окисления углеводородов является перспективной альтернативой традиционного метода окисления молекулярным кислородом. Эффективными катализаторами Н22 окисления могут быть металлы VIII группы (Pd, Pt), желательно также, чтобы катализаторы содержали дополнительные компоненты, стабилизирующие необходимое окислительное состояние металла. Были приведены примеры таких каталитических систем на основе гетерополисоединений и обсуждена их активность в окислении алканов, циклогексана, бензола и алкенов.

Важную роль редокс-системы играют в экологическом катализе, одними из наиболее ярких примеров являются процессы селективного восстановления оксидов азота углеводородами либо аммиаком в присутствии кислорода. Исследованию этих каталитических процессов посвящена большая литература, несмотря на это многие вопросы остаются дискуссионными. В лекции д.х.н. В.А. Садыкова (Институт катализа СО РАН, Новосибирск) был подведен определенный итог систематическим исследованиям первого из этих процессов и показано, что прочно связанные поверхностные нитраты играют роль ключевых интермедиатов, а их трансформация при взаимодействии с углеводородами и кислородом является лимитирующей стадией реакции.

Лекция акад. И.И. Моисеева (Институт обшей и неорганической химии РАН, Москва) была посвящена каталитическим реакциям восстановительной дегидратации спиртов с формированием конденсированных структур. Был приведен ряд примеров таких реакций, продуктами которых являются углеводороды с увеличенным, по меньшей мере, в два раза числом углеродных атомов по сравнению с исходными спиртами.

Обзор исследований окислительной димеризации метана на оксидных катализаторах был представлен в лекции к.х.н. М.Ю. Синева (Институт химической физики РАН, Москва). Разработана кинетическая схема, основанная на представлении о гетерогенно-гомогенном протекании процесса, которую не удается формально разделить на химические микростадии на поверхности и в объеме газовой фазы. Предложенная модель позволила объяснить ряд эффектов, наблюдающихся при каталитической трансформации метана. На этой основе предлагается концепция проведения процессов в комбинированных каталитических слоях.

В лекции д.х.н. А.Я. Розовского (Институт нефтехимического синтеза РАН, Москва) на основе собственных и литературных данных была предложена согласованная схема реакций одноуглеродных молекул на медьсодержащих катализаторах: синтез метанола, синтез Фишера-Тропша, синтез диметилового эфира, синтез метилформиата, реакции водяного пара. В заключение была рассмотрена общая схема переработки природного газа в моторные топлива.

Механизмы синтеза Фишера-Тропша на разных металлических катализаторах были обсуждены в лекции проф. Х. Шульца (Университет Карлсруе, Германия). Было отмечено различие механизмов синтеза на кобальте (никеле, рутении) и железе. В случае кобальта каталитическую активность проявляет сам металл, тогда как хорошо восстановленное железо не активно и требуется формирование некоторых карбидных структур и графитизированного углерода, что и происходит при диссоциативной адсорбции СО. Сейчас уже можно, по-видимому, считать достаточно надежно установленным, что ключевым мономером в росте углеводородной цепи является фрагмент СН2.

В лекции д.х.н. О.Н. Темкина (Московская государственная академия тонкой химической технологии) были рассмотрены механизмы окислительного карбонилирования спиртов и алкинов в растворах Pd(II) и Pd(I). Удалось определить структуру ряда каталитически активных комплексов палладия, а также синтезировать новые.

Некоторые вопросы Циглер-Наттовского катализа полимеризации ненасыщенных соединений были обсуждены в лекции акад. Ю.Б. Монакова (Институт органической химии Уфимского научного центра РАН), при этом главное внимание было уделено исследованиям роли сокатализатора.

Лекция д.х.н. Б.Н. Кузнецова (Институт химии и химической технологии СО РАН, Красноярск) характеризует современное состояние исследований механизмов катализа в процессах превращений растительных полимеров. Рассмотрены современные представления о механизме каталитических реакций деполимеризации растительных карбогидридов и лигнина растительной биомассы, карбонизации растительных полимеров в углеродные материалы и др.

Возможное влияние электрофизических явлений (возникновение двойного электрического слоя на границе раздела фаз) на механизмы гетерогенного катализа было предметом обсуждения в лекции д.х.н. А.В. Путилова (Департамент развития технологий, Министерство науки, промышленности и технологий России, Москва). Были приведены примеры наблюдения таких эффектов в каталитических реакциях окисления, разложения метана и гидрирования бензола.

Концептуальная лекция о природе Бренстедовского катализа в растворах была прочитана акад. В.Б. Казанским (Институт органической химии РАН, Москва). Рассмотрена роль сольватационных взаимодействий в кислотно-каталитических превращениях олефинов в серной кислоте и показано, что основным фактором, определяющим силу сверхкислот, является слабая сольватация протонов.

Ряд лекций и докладов был посвящен отдельным типам катализаторов. В лекции чл.-корр. РАН А.Л. Лапидуса были обсуждены механизмы каталитического действия цеолитов системы пентасила в превращениях низкомолекулярных углеводородов (олефинов, парафинов). Были рассмотрены как декатионированные, так и металлсодержащие цеолиты и сформулированы принципы подбора эффективных катализаторов превращения олефинов С24 в высокооктановое моторное топливо.

Новые результаты по установлению структуры АЦ в Ti- и Fe-силикалитах были представлены в лекции проф. А. Зеккины (Университет Турина, Италия). В отличие от титана железо легко покидает решеточные позиции и формирует внерешеточные структуры различных типов, которые могут стабилизироваться дефектами цеолитной матрицы.

В лекции д.х.н. Л.М. Кустова (Институт органической химии, РАН, Москва) были рассмотрены физико-химические и каталитические свойства суперкислотных систем на основе оксидов металлов, промотированных анионными добавкам (сульфатированный оксид циркония, массивные и нанесенные гетерополикислоты и т.д.), проведено их сравнение с цеолитными катализаторами и жидкими суперкислотами.

Современные методы синтеза, исследования структуры и каталитических свойств нанокластеров палладия, платины, никеля и кобальта были представлены в лекции д.х.н. М.Н. Варгафтика (Институт общей и неорганической химии РАН, Москва).

В исследованиях кинетики и механизма каталитических реакций, по-прежнему, привлекает внимание изучение критических явлений в гетерогенном катализе. Так, в докладе д.х.н. В.А. Городецкого (Институт катализа СО РАН, Новосибирск) были представлены результаты по наблюдению химических волн в реакциях окислительного катализа на платиновых металлах.

Ряд докладов включал теоретический анализ различных кинетических режимов. В докладе к.х.н. В.С. Музыкантова (Институт катализа СО РАН, Новосибирск) был предложен новый подход в интерпретации данных изотопного обмена кислорода в оксидных катализаторх, исключающий временную координату.

Обсуждению автоколебательных режимов в кинетике гетерогенных каталитических реакций посвящена лекция
к.х.н. М.М. Слинько. Особое внимание было уделено возможности получения дополнительной информации о механизмах реакций из наблюдения осцилляционной кинетики.

Исследованиям редокс-катализа была посвящена отдельная секция конференции. Были представлены результаты исследования широкого круга процессов и различных катализаторов; среди них были как новые, так и традиционно изучаемые системы, в последнем случае интерес был связан либо с новыми результатами исследований, либо с перспективными модификациями известных катализаторов. Так, в докладе д.ф-м.н. Д.И. Кочубея (Институт катализа СО РАН, Новосибирск) были приведены результаты изучения влияния добавок кобальта на активность катализаторов гидрообессеривания типа MoS2/Al2O3 и сделано заключение, что активные центры процесса могут локализоваться на деформированной базальной плоскости катализатора.

В докладе д.х.н. О.В. Крылова (Институт химической физики РАН, Москва) проведен детальный анализ механизма действия нанесенных никелевых катализаторов, модифицированных гетерополисоединениями (ГПС) вольфрамового ряда. Была установлена общая структура АЦ в виде трехслойного катализатора никель-ГПС-носитель. Это позволило получить новый тип катализатора с активностью, приближающейся к платиновым катализаторам.

В докладе д.х.н. З.Р. Исмагилова (Институт катализа СО РАН, Новосибирск) был дан обзор многолетних исследований окисления спиртов и аминов на оксидных катализаторах (Ti2O, V2O5, Cr2O3, MnO2, Fe2O3, Co3O4, NiO, CuO, ZnO), на основе которых определена природа радикалов и их роль в формировании АЦ на поверхности каталитических гранул.

Природа АЦ на поверхности серебряных катализаторов в парциальном окислении одноатомных спиртов и этиленгликоля анализировалась в докладе д.х.н. Л.Н. Куриной (Томский государственный университет, Томск).

Реакции на сульфидных катализаторах гидропереработки нефтяных фракций были предметом рассмотрения в докладе д.х.н. А.Н. Старцева (Институт катализа СО РАН, Новосибирск). Рассмотрен и обоснован концертный механизм реакции гидрообессеривания нефтяных фракций на биметаллическом АЦ. Была представлена оригинальная концепция механизма формирования и действия АЦ этих катализаторов.

Участники конференции

Традиционно, большое внимание в материалах конференции было уделено применению физических (прежде всего спектральных) методов исследования каталитических систем. Нужно отметить, что эта секция пользовалась наибольшим вниманием участников конференции, зал часто был переполнен. При обсуждении результатов физико-химических исследований каталитических процессов для повышения информативности привлекают результаты изучения модельных систем и тогда могут возникать проблемы состыковки результатов, полученных в несколько отличных условиях, получившие в литературе аббревиатуру "pressure gap" и "material gap". Эти проблемы были подробно проанализированы в лекции д.х.н. В.И. Бухтиярова (Институт катализа СО РАН, Новосибирск) на примере катализа реакции эпоксидирования этилена на металлических серебряных катализаторах.

Применение физических методов в науке о катализе составило методическую основу секции конференции, посвященной методам исследования механизма каталитических реакций. Активно привлекается метод 1Н-, 2Н-, 3С- ЯМР для исследования цеолитных катализаторов, 51V-ЯМР в изучении нанесенных ванадиевых катализаторов. Новым направлением здесь является применение ЯМР томографии для исследования явлений массопереноса и каталитических реакций, активно развиваемым в совместных работах Международного томографического центра и Института катализа СО РАН в Новосибирском научном центре. Полученные результаты и перспективы таких исследований были обсуждены в докладе к.ф-м.н. И.В. Коптюга и др.

Как всегда, очень большой спектр приложений имеет колебательная спектроскопия, как для изучения адсорбционных комплексов, так и кинетических исследований "in situ".

Интересное направление применения ИК-спектроскопии для изучения возбужденных состояний молекул было представлено в докладе д.ф-м.н. А.А. Цыганенко (Петербургский университет).

В докладе д.х.н. Е.А. Паукштиса (Институт катализа СО РАН, Новосибирск) были обсуждены новые возможности применения ИК- и оптической спектроскопии в исследовании промышленных и лабораторных катализаторов на примере использования спектрометров Shimadzu FTIR-8300 UV-Vis-4501.

Ряд докладов включал результаты исследований методами рентгено- и фото-эмиссионной и рентгеновской спектроскопии.

Сравнительно мало было представлено исследований, использующих строгие квантовохимические методы. Помимо стартовой лекции проф. А. Белла, в сообщениях к.х.н. В.И. Авдеева и к.х.н. И.И. Захарова (Институт катализа СО РАН, Новосибирск) была продемонстрирована эффективность использования методов типа DFT для анализа природы АЦ и реакционных путей на поверхности катализатора.

В рамках конференции была проведена презентация нового журнала "Катализ в промышленности".

Следует отметить большое количество работ, получивших финансовую поддержку ИНТАС, РФФИ и других международных фондов.

Конференция завершила свою работу презентацией Института катализа им. Г.К. Борескова (акад. В.Н. Пармон) и Московского государственного университета им. М.В. Ломоносова
(акад. В.В. Лунин).

Участники конференции

На заключительном заседании конференции:

  1. Было внесено и поддержано предложение провести VII Российскую конференцию "МЕХАНИЗМЫ КАТАЛИТИЧЕСКИХ РЕАКЦИЙ" (с международным участием) в 2006 году в Санкт-Петербурге.
  2. 120-ю участниками был заслушан и одобрен УСТАВ Российского каталитического общества.

Г.М. Жидомиров, В.И. Авдеев, Л.Я. Старцева
Институт катализа им. Г.К. Борескова
СО РАН, Новосибирск


По следам VI Российской конференции "Механизмы каталитических реакций"

Подробнее


Крупное событие в каталитическом мире

Подробнее


Чтобы ориентироваться в современных реалиях

Подробнее


За рубежом

Подробнее


EFCATS Awards

Подробнее



Copyright © catalysis.ru 2005-2023
Политика конфиденциальности в отношении обработки персональных данных