НАЙВАЖЛИВІШІ НАУКОВІ РЕЗУЛЬТАТИ ІНСТИТУТУ ФІЗИЧНОЇ ХІМІЇ ІМ. Л. В. ПИСАРЖЕВСЬКОГО НАН УКРАЇНИ 
2023 рік

РОЗВИТОК ХІМІЧНИХ ЗНАНЬ ПРО РЕЧОВИНИ І ПРОЦЕСИ
Вперше запропоновано простий продуктивний метод одержання нанокомпозитних матеріалів на основі графенів та нанорозмірних частинок оксиду міді (ІІ) – перспективних безензимних чутливих шарів електрохімічних сенсорів визначення глюкози у крові. (О.А. Козаренко, акад. НАН України В.Д.Походенко, акад. НАН України В.Г.Кошечко)
З використанням механохімічного методу одержано трикомпонентні нанокомпозити на основі розшарованих частинок MoSe2, графенів та сірки, які як катодні матеріали літій-сірчаних акумуляторів здатні забезпечувати питому розрядну ємність на рівні 680 мА·год/г після 100 циклів заряду-розряду при 0,2С. Показано, що присутність 2D-частинок MoSe2 у складі катоду каталізує перетворення розчинних полісульфідів та гальмує їхнє перенесення на анод, що сприяє суттєвому покращенню функціонування таких акумуляторів. (О.А. Козаренко, акад. НАН України В.Д. Походенко, акад. НАН України В.Г. Кошечко)
Вперше шляхом механохімічної обробки сухої суміші галогенідів метил амонію (МА), свинцю та марганцю одержано Mn2+-доповані гібридні перовськити складу MАPb1-xMnxHal3 (де Hal – Cl, Br). Встановлено, що синтезовані зразки у вигляді дисперсії та плівки в полістиролі характеризуються інтенсивною фотолюмінесценцією та появою додаткової емісійної смуги в червоній області спектру, що робить їх перспективними матеріалами для застосування в світловипромінювальних діодах. (Н.В. Конощук, акад. НАН України В.Д. Походенко, акад. НАН України В.Г. Кошечко)
З метою створення новітніх високолюмінесцентних матеріалів а також молекулярних магнетиків на основі координаційних сполук лантаноїдів, одержано низку нових моно- і поліядерних комплексів тербію, диспрозію, європію і гольмію, будову яких встановлено методом рентгеноструктрного аналізу. Зокрема показано, що в твердому стані квантовий вихід люмінесценції біядерного комплексу європію з жорсткою макроциклічною матрицею становить лише 3%, який збільшується до 85% у розчині в хлористому метилені. Таке підвищення можна пояснити руйнацією біядерного остову з утворенням моноядерних комплексів і унеможливленням передачі енергії збудження між цими двома іонами європію, яка призводить до гасіння люмінесценції в біядерному фрагменті. (А.В. Павліщук, Г.В. Федоренко, акад. НАН України В.В. Павліщук).

НАНОХІМІЯ
Вперше встановлено, що кристалічний графітоподібний нітрид вуглецю в присутності наночастинок паладію як спів-каталізаторів проявляє високу фотокаталітичну активність в процесі хемоселективного відновлення фурфуролу до фурфурилового спирту під дією видимого світла в кислому середовищі електронодонорних субстратів – метанол/вода та етанол/вода. За оптимальних умов ефективний квантовий вихід утворення фурфурилового спирту складає 56 %,  що у понад 3 рази вище, ніж у відомих системах за участю діоксиду титану при опроміненні УФ світлом (Г.В. Коржак, Т.Р. Стара, чл.-кор. НАН України С.Я. Кучмій)
НОВІ ЕФЕКТИВНІ ХІМІЧНІ ПРОЦЕСИ І МАТЕРІАЛИ
Показано, що використання одночасно Co- та Zn-вмісних глибоко евтектичних розчинників (DES) на основі 1-бутил-3-метилімідазолій хлориду при формуванні карбонізованого Со-N-C електрокаталізатора процесу відновлення кисню дозволяє покращити його активність; одержаний каталізатор за своїми функціональними характеристиками не поступається кращим відомим аналогам та близький до Pt/C каталізатора. (Я.І. Курись, акад. НАН України В.Д. Походенко, акад. НАН України В.Г. Кошечко)
Вперше теоретично обґрунтовано та експериментально перевірено новий підхід визначення продуктивності за воднем, згідно з яким вихід водню є функцією селективності процесу парового риформінгу спиртів до вуглецевмісних продуктів. Сформульовано загальне правило термодинаміки такого процесу, згідно з яким рівноважний склад продуктів повністю однаковий для будь-яких спиртів. (Ю.І. Пятницький, Л.Ю. Долгіх, чл.-кор. НАН України П.Є. Стрижак)
Розроблено високопродуктивний каталізатор одержання рідких вуглеводнів з продуктів газифікації вуглецьвмісної сировини. На підставі запропонованої моделі реактора з нерухомим шаром каталізатора, що враховує як дифузію до поверхні гранул каталізатора, так і в його гранулах, розроблено промислову конструкцію реактора для реалізації такого процесу. (А.І. Трипольський, чл.-кор. НАН України П.Є. Стрижак)
На підставі дослідження впливу кислотно-основних характеристик цеолітів (FER, MFI, FAU, BEA) на перебіг процесу перетворення 2-метилпропан-1-олу (ізобутанолу) до бутенів різної будови, показано, що FER та MFI є перспективною основою для створення ефективних каталізаторів одержання лінійних бутенів з ізобутанолу (за сумарною селективністю до 80% – бут-1-ену, транс-бут-2-ену та цис-бут-2-ену). Зазначене обумовлено наявністю на їх поверхні сильних кислотних центрів Бренстеда (О.В. Зікрата, О.В. Ларіна, чл.-кор. НАН України С.О. Соловйов, чл.-кор. НАН України С.М. Орлик)
Встановлено, що збільшення величини силікатного модуля (Si/Al) на два порядки (від 17 до 1700) в структурі каталізатора Ni-BEA не лише уповільнює процес його карбонізації в умовах вуглекислотного риформінгу метану, але й забезпечує утворення збагаченого на СО синтез-газу (підвищення СО/Н2 в продуктах реакції), що важливо для подальшого його використання в процесах органічного синтезу.(П.І. Кирієнко, чл.-кор. НАН України С.О. Соловйов)
Встановлено, що розклад комплексу нікелю (0) з циклооктадієном в присутності активованого вугілля призводить до формування на поверхні носія наночастинок часткового окисненого нікелю, які є ефективними каталізаторами гідрування ненасичених органічних сполук і за активністю наближаються до систем на основі металів платинової групи (М.О. Іваниця, С.В. Колотілов)
З метою одержання мономерів для екологічно сприйнятливих полімерів з олефінів та СО2 в одному реакторі розроблено ряд каталізаторів таких тандемних процесів – титаносилікатних ієрархічних цеолітів та їх нанокомпозитів з оксидом церію, в присутності яких олефіни послідовно перетворюються в епоксиди та, під тиском СО2, в цільові речовини – циклічні карбонати – з виходом понад 96 % (М.М. Курмач, О.В. Швець).
Спільно з Академією Áбо, Фінляндія, показано, що наночастинки рутенію, нанесені на алюмосилікатні мезопористі матеріали (зокрема, Al-MCM-41), забезпечують вищий вихід ксилітолу (близько 99%) в реакції гідрування ксилози у порівнянні з комерційним каталізатором Ru/C за рахунок утворення менших за розміром наночастинок металу (близько 2 та 5 нм, відповідно), що має важливе значення для застосування ксилітолу у харчовій та фармацевтичній промисловості. (Н.Д. Щербань).
Встановлено, що відмінності у кристалічній будові йодоплюмбатних органо-неорганічних перовськітів [Ni(L)(MeCN)2]n(PbI3)2n та [Zn(L)(DMF)]n(PbI3)2n, викликані різним темплатним ефектом макроциклічних катіонів, суттєво впливають на електронні характеристики матеріалів, зокрема на ширину забороненої зони, яка при переході від комплексу нікелю до комплексу цинку зменшується від 2,84 до 2,70 еВ. Така особливість відкриває шляхи до цілеспрямованого створення фотокаталізаторів на основі даних гібридних матеріалів, селективністю яких можна тонко управляти шляхом зміни напівпровідникових властивостей  (чл.-кор. НАН України Я.Д. Лампека,. С.П. Гавриш).
Запропоновано гідротермальний золь-гель метод одержання композитів на основі допованих вуглецем ТіО2 наноструктур з вуглецевими матеріалами. Встановлено, що завдяки прояву синергетичного ефекту складових композитів їх фотокаталітична активність (ФА) в процесі фотодеградації антибіотиків, зокрема доксицикліну, при опроміненні світлом видимого діапазону переважає ФА допованих і кодопованих неметалами (C, N, F, S) наноструктур ТіО2 (П.А. Манорик, Н.І. Романовська).
 
2022 рік

РОЗВИТОК ХІМІЧНИХ ЗНАНЬ ПРО РЕЧОВИНИ І ПРОЦЕСИ
Вперше запропоновано простий та продуктивний механохімічний спосіб одержання ефективних електрокаталізаторів на основі допованих атомами азоту графенів в реакціях окиснення-відновлення іонів ванадію різного ступеня окислення – V2+/V3+ та VO2+/VO2+. Показано, що модифікування електродів одержаними графенами за рахунок створення активних азотовмісних центрів відкриває можливість покращення енергоефективності проточних ванадієвих батарей більш ніж у 1,5 рази та забезпечує стабільне циклування заряду-розряду протягом тривалого часу. (акад. НАН України В.Д.Походенко, акад. НАН України В.Г.Кошечко, О.А. Козаренко)
Вперше шляхом механохімічного, а також сонохімічного синтезів одержано низку нанокомпозитів на основі гексагонального нітриду бору та неорганічних галоїдних перовськитів (CsPbBr3-хIх, де х – 0; 1; 1,8; 2), які характеризуються яскравою фотолюмінесценцією в видимій частині спектру, колір якої залежить від природи галогенід-аніону. Показано, що одержані нанокомпозити є стабільними до дії вологи та сонячного світла завдяки наявності в них гідрофобних термопровідних шарів нітриду бору, що робить їх перспективними матеріалами для застосування в світловипромінювальних діодах. (акад. НАН України В.Д.Походенко, акад. НАН України В.Г.Кошечко, Н.В.Конощук) 
З метою одержання перспективних молекулярних і однойонних магнетиків, а також молекулярних охолоджуючих агентів для досягнення наднизьких температур розроблено підходи до спрямованого синтезу нових моно- і поліядерних координаційних сполук лантаноїдів з заданою симетрією координаційної сфери, будову яких встановлено методом рентгеноструктурного аналізу. (А.В. Павліщук, Г.В. Федоренко, акад. НАН України В.В. Павліщук).

НАНОХІМІЯ
Запропоновано зручний спосіб отримання наноструктурованого оксиду срібла шляхом анодування металічного срібла в розбавлених розчинах лугів. Одержаний матеріал в умовах опромінення сонячним світлом демонструє високу фотокаталітичну активність при реалізації процесу «штучного фотосинтезу» - перетворення вуглекислого газу та води у цінні органічні продукти - оцтовий альдегід, етанол, ізопропанол, ацетон. (М.Л. Овчаров, В.М. Гранчак, чл.-кор. НАН України С.Я. Кучмій)

НОВІ ЕФЕКТИВНІ ХІМІЧНІ ПРОЦЕСИ І МАТЕРІАЛИ
Запропоновано простий та універсальний підхід до отримання ефективних нанокомпозиційних електрокаталізаторів виділення водню з води на основі фосфідів d-металів (Со, Ni, Mo, Fe, V) та N,Р-допованого вуглецю, який полягає у піролізі допованого H3PO4 поліаніліну разом з сіллю відповідного металу і не потребує використання токсичних сполук фосфору. (акад. НАН України В.Д.Походенко, акад. НАН України В.Г.Кошечко, Я.І.Курись).
Встановлено, що селективність фосфатстабілізованих композитів WO3-ZrO2 в процесі газофазної дегідратації гліцерину суттєвим чином залежить від вмісту оксидів вольфраму. Підвищення концентрації WO3 понад 20 мас.% призводить до більш глибокої дегідратації гліцерину з утворенням акролеїну, що обумовлено формуванням кислотних центрів Бренстеда за рахунок утворення полівольфраматів в складі каталізатора. (чл.-кор. НАН України П.Є. Стрижак, Г.Р.Космамбетова, Н.В.Власенко)
Виявлено, що в результаті просочення закритих багатошарових вуглецевих нанотрубок водним розчином нітрату нікелю з подальшим кальцинуванням утворюються наноструктури Ni@ВНТ, в яких наночастинки нікелю інкорпоровано в поверхневі шари вуглецевих нанотрубок. Показано, що вказані наноструктури проявляють високу каталітичну активність в реакціях гідрування молекулярним воднем подвійного С=С зв’язку або нітросполук, яка співставна з такою для комерційних паладій-вмісних каталізаторів. (чл.-кор. НАН України П.Є. Стрижак, І.Б.Бичко)
Встановлено, що введення модифікуючої добавки сполук рідкісноземельних елементів (Y, La, Ce) до складу Zn-Mg(Zr)Si оксидних каталізаторів забезпечує значне збільшення селективності утворення 1,3-бутадієну з етанолу за рахунок прискорення ключової стадії процесу – альдольної конденсації ацетальдегіду, що обумовлено формуванням додаткових кислотних та основних центрів поверхні за участю вказаних добавок. (О.В. Ларіна, чл.-кор. НАН України С.М. Орлик, чл.-кор. НАН України С.О. Соловйов)
Спільно з Університетом Сорбонни (Лабораторія реакційної здатності поверхні, CNRS, Франція) одержано цеолітний каталізатор Zn1,0SiBEA (Si/Al=1000), який в процесі окиснювального дегідрування пропану за участю діоксиду вуглецю характеризується  високою (до ~90%) селективністю за цільовим продуктом – пропіленом та підвищеною стійкістю до дезактивації. (В.І. Чедрик, П.І. Кирієнко, А.Ю. Капран, чл.-кор. НАН України С.М. Орлик)
	Розроблено паладій-вмісний складнооксидний каталізатор стільникової структури з підвищеною механічною міцністю, термостійкістю і стійкістю до завуглецювання, який забезпечує повну конверсію вуглеводнів без перебігу побічних реакцій піролізу або утворення токсичного СО, для застосування у портативних каталітичних безполум’яних генераторах тепла як цивільного, так і військового призначення. (чл.-кор. НАН України П.Є. Стрижак, чл.-кор. НАН України С.О. Соловйов, Г.Р. Космамбетова, А.І.Трипольський, А.Ю. Капран)
Показано, що каталітична дія комплексів кобальту з фосфінами в процесах утворення цинкорганічних сполук з арилгалогенідів проявляється лише у випадках, коли в комплексній сполуці може проходити оборотній окисно-відновний процес Co+/Co2+, що є першим експериментальним підтвердженням  запропонованого в літературі механізму каталітичного цинкування арилгалогенідів у присутності комплексів кобальту. (М.О.Іваниця, С.В.Колотілов)
Одержано ряд титаносилікатних, Cs-форм алюмосилікатних ієрархічних цеолітів та їх нанокомпозитів, які дозволяють здійснювати ефективну каталітичну конверсію вуглекислого газу з епоксидами з утворенням циклічних карбонатів – мономерів екологічно прийнятних полімерів – з виходом понад 97 %. (М.М. Курмач, О.В. Швець)
Спільно з Академією Áбо (Фінляндія) отримано ієрархічні цеоліти β, які проявляють високу каталітичну активність в реакції циклізації Прінса між ізовалеральдегідом та ізопренолом з утворенням флоролу - комерційно цінного парфумерного інгредієнту. Встановлено, що високий вихід флоролу досягається у випадку каталізаторів з помірною кислотністю, низьким відношенням кислотних центрів Бренстеда до Льюїса, розвиненою мезопористістю та зниженою часткою мікропор.  (Р.Ю. Бараков, Н.Д. Щербань)
З використанням ізомерних 3-карбоксифеніл-1,2,4-триазолів отримано і охарактеризовано рентгеноструктурними та спектральними методами нові координаційні полімери на основі макроциклічних комплексів [Ni(циклам)]2+, які відрізняються топологією метал-органічних каркасів в залежності від геометричної будови ліганда. Завдяки наявності некоординованих атомів азоту триазольного кільця отримані сполуки є перспективними матеріалами для реалізації селективних сорбційних і каталітичних процесів. (чл.-кор. НАН України Я.Д. Лампека, С.П. Гавриш)
Методом контрольованого золь-гель синтезу при варіюванні співвідношення прекурсорів С/Тi в реакційній суміші одержано доповані вуглецем мікромезопористі наноструктури С-TiO2, які завдяки великому вмісту міжвузлового вуглецю (Ti-О-С), при опроміненні сонячним світлом демонструють високу фотокаталітичну активність в процесах деградації гідразину, антибіотиків і барвників, яка змінюється екстремально симбатно зі змінами SBET, Sмезо. (П.А. Манорик, Н.І. Романовська)

2021 рік

РОЗВИТОК ХІМІЧНИХ ЗНАНЬ ПРО РЕЧОВИНИ І ПРОЦЕСИ
Вперше показана можливість одностадійного механохімічного одержання допованого азотом графену безпосередньо з графіту та аміаку. Встановлено, що синтезований нанорозмірний матеріал може виступати в якості електроду суперконденсаторів у неводних середовищах, завдяки наявності у його структурі високої частки пірольних фрагментів, які здатні додатково забезпечувати псевдоємністний вклад у загальну ємність матеріалу (~100 Ф/г), а також як електрокаталізатор редокс перетворень сульфату ванадилу у кислих розчинах, що відкриває перспективність його застосування як компоненту електродів у проточних ванадієвих акумуляторах. (акад. НАН України В.Д.Походенко, акад. НАН України В.Г.Кошечко, О.Ю.Посудієвський, О.А. Козаренко)
Карбонізацією допованого фосфорною кислотою поліаніліну в присутності солей Со (ІІ) одержано ко-доповані кобальтом, азотом та фосфором вуглецеві нанокомпозити CoPx/Со-N,P-C, які в кислому та лужному електролітах здатні проявляти високу електрокаталітичну активність в процесах відновлення кисню, а також розкладу води з одержанням водню та кисню. Показано, що H3PO4 в структурі полімеру-попереднику може відігравати роль не тільки джерела фосфору, але й пороутворюючого агенту, що забезпечує значне зростання електрохімічно активної площі поверхні каталізатора. (акад. НАН України В.Д. Походенко, акад. НАН України В.Г. Кошечко, Я.І.Курись, О.О.Парійська) 
Вперше запропоновано адитивну аналітичну модель для інтерпретації  температурної залежності зміни магнітної сприйнятливості гетероядерних сполук ряду металокраунів [LnCu5(AmacHA)5](NO3)3  (де Ln = Pr(ІІІ), Nd(ІІІ), Sm(ІІІ) та Eu(ІІІ), AmacHA – аніон гідроксамату α-амінокислоти]. З її використанням визначено значення обмінних взаємодій JCu--Cu між сусідніми іонами міді(II) в остовах {LnCu5}3+. Встановлено що вони мають антиферомагнітний характер, здійснюються через гідроксаматні N-O містки металокрауну, а їх величини змінюються в межах від -44 до -63 cм-1. (акад. НАН України В. В. Павліщук, О. А. Міхальова, А.В. Павліщук).

НАНОХІМІЯ
Вперше продемонстровано принципову можливість фотокаталітичного фторування неактивних С(sp3)-Н зв'язків в аліфатичних субстратах (похідні адамантану та (2,2,3)-триметилпропіламіну) за участю наноструктурованого діоксиду титану (або графітоподібного нітриду вуглецю) і фторуючого агента Selectfluor® (1-хлорметил-4-фтор-1,4-діазобіцикло[2.2.2]октан-біс(тетрафторборат)).  Запропоновано механізм даного процесу, ключовою стадією якого є одноелектронне окислення аліфатичного субстрату дірками валентної зони напівпровідникового фотокаталізатора.  (А.В. Козицький, В.В. Швалагін,  чл.-кор. НАН України С.Я. Кучмій)
НОВІ ЕФЕКТИВНІ ХІМІЧНІ ПРОЦЕСИ І МАТЕРІАЛИ
З використанням ультразвукової обробки одержано водні дисперсії полі(3,4-етилендіоксіотіофенів), допованих аніонами полістирол- та поліамідосульфокислот (PEDOT:PA) та нанокомпозити на їх основі з частково окисленим графеном (Gp.о.) – перспективні функціональні матеріали для оптоелектронних пристроїв. Показано, що будова РА і вміст Gp.о. визначають морфологію, електропровідність і спектральні властивості одержаних матеріалів. Встановлено, що додавання Gp.о. до PEDOT:PA сприяє утворенню π-димерів та біполяронів у спряженому полімері, які відіграють визначальну роль в переносі заряду в одержаних нанокомпозитах. (акад. НАН України В.Д.Походенко, акад. НАН України В.Г.Кошечко, Н.В.Конощук)
	Виявлено, що відновлений оксид графену, допований атомами азоту характеризується високою активністю та селективністю в процесі гідрування ацетилену в етилен, що обумовлено синергізмом дії кисеньвмісних та азотвмісних груп.  Збільшення вмісту ефірних та гідроксильних груп приводить до зростання кількості центрів активації ацетилену, а підвищення  концентрації піридинових, піразольних та пірольних циклів сприяє зниженню енергії активації процесу внаслідок перерозподілу електронної густини в графенових доменах, на яких відбувається активація молекулярного водню (чл.-кор. НАН України П.Є. Стрижак, І.Б. Бичко, О.О. Абакумов).
Розроблено макет портативного автономного каталітичного генератора  водню, що базується на паровому риформінгу біоетанолу на феритовому каталізаторі, з ефективністю перетворення енергії ~44%, перевагами якого є застосування відновлюваної біосировини та використання теплової енергії реакційної суміші для випаровування та підігріву вихідних реагентів (чл.-кор. НАН України П.Є. Стрижак, Ю.І. Пятницький, Л.Ю. Долгіх, А.І. Трипольський).
 	Встановлено, що введення ітрію Y(ІІІ) до складу Mg-Al оксидного каталізатора на стадії синтезу гідроталькітів відкриває можливість значно збільшити вихід 1-бутанолу в процесі газофазної конденсації етанолу за рахунок підвищення як конверсії етанолу, так і селективності утворення 1-бутанолу ( 69 %) завдяки збільшенню поверхневої концентрації основних центрів середньої сили. (К.В. Валігура, О.В. Ларіна П.І. Кирієнко, чл.-кор. НАН України С.М. Орлик, чл.-кор. НАН України С.О. Соловйов)
Вперше встановлено, що за рахунок збільшення величини силікатного модуля цеолітних каталізаторів Ni-BEA (Si/Al = 17 → 1700) і зменшення, внаслідок цього, поверхневої концентрації кислотних центрів Льюїса, досягається значне підвищення їх стійкості до навуглецювання і стабільності ефективної роботи в процесі вуглекислотної конверсії метану з одержанням водню/синтез-газу. (П.І. Кирієнко, чл.-кор. НАН України С.О. Соловйов)
Спільно з факультетом хімії Ягеллонського університету (Польща) з метою створення ефективних каталізаторів органічних процесів в проточних реакторах розроблено нові композити нанопористих пін срібла та міді з частинками ряду пористих координаційних полімерів 3d-металів. Показано, що композит HKUST-1 та нанопористої мідної піни характеризується високою каталітичною активністю та стабільністю в реакції Кневенагеля (А.С. Литвиненко, М.М. Курмач, С.В. Колотілов).
Спільно із ТОВ "Науково-виробниче підприємство "ІФ ЛАБ" для розробки нових технологій синтезу сполук для фармацевтики запропоновано методи одержання Cs-форм ієрархічних цеолітів та їх нанокомпозитів, які, завдяки оптимальній концентрації та силі основних центрів, є ефективними каталізаторами процесу синтезу 2-амінотіофенів різної будови із циклоалканонів, малонового динітрилу та елементарної сірки з майже кількісним виходом (М.М. Курмач, О.В. Швець).
У співробітництві з Карловим університетом (Чехія) реалізовано каскадний процес перетворення фурфуролу на нових цеолітних каталізаторах Zr-Al-USY і Zr-Al-beta в м'яких умовах в γ валеролактон, що є компонентом моторних палив і вихідною речовиною для синтезу біополімерів. Встановлено, що вихід γ валеролактону визначається відношенням концентрацій кислотних центрів Бренстеда та Льюїса і досягає 70 % на Zr-Al-beta, де таке співвідношення становить 0,41 (Р.Ю. Бараков, Н.Д. Щербань). 
Зв’язуванням ряду моноядерних трис-піразолілборатних комплексів ТрМ+ (М = Eu3+ та Tb3+) полідентантними містковими лігандами (діаніони оксалатної кислоти та тетра(ацетил)етану) синтезовано гомо- та гетерополіядерні координаційні сполуки. Показано, що в спектрах люмінесценції біядерних комплексів Eu3+ та Tb3+ з оксалатним містком спостерігається метал-центроване випромінювання кожного з іонів лантаноїдів, а варіюванням довжини хвилі збуджуючого світла можна досягти домінування інтенсивності емісії певного іону лантаноїду (акад. НАН України В. В. Павліщук, О. А. Міхальова, А.В. Павліщук).
Вперше отримано і охарактеризовано рентгеноструктурним та спектральним методами нові безсвинцеві органо-неорганічні йодовісмутатні перовськіти, що містять координовані до йодид-аніонів азамакроциклічні комплекси нікелю(ІІ). Показано визначальний вплив будови металокомплексного катіону на склад і структуру йодовісмутатних кластерів, яка змінюється від полімерної (…Ni–[Bi2І10]–Ni––[Bi2І10]–…) до молекулярної ([Bi2І9]–Ni–[Bi2І9]). Встановлено, що така зміна будови перовськітів супроводжується збільшенням ширини забороненої зони отриманих напівпровідників від 2,0 до 2,2 еВ та зсувом смуги емісії в спектрах люмінесценції від 600 до 625 нм (чл.-кор. НАН України Я.Д.Лампека, Л.В.Цимбал. І.Л.Андрійчук).
Вперше одержано мезопористі кодоповані С,N,F-ТіО2 наногетероструктури пластинчастої морфології, що містять анатаз і брукіт, з великою питомою площею поверхні, які, завдяки наявності міжвузлових допантів (С, N), здатні поглинати світло видимого діапазону та проявляти високу фотокаталітичну активність в процесах фотоокиснення антибіотиків (П.А.Манорик, Н.І.Романовська).

2020 рік

РОЗВИТОК ХІМІЧНИХ ЗНАНЬ ПРО РЕЧОВИНИ І ПРОЦЕСИ
Запропоновано низькотемпературне механохімічно індуковане допування кількашарового графену та встановлено, що завдяки природі азот-вмісних груп він проявляє електрокаталітичні характеристики в реакції відновлення кисню, що наближені до платини, а за стабільністю роботи та по відношенню до отруйної дії метанолу або моноксиду вуглецю значно переважає її. (акад. НАН України В.Д. Походенко, акад. НАН України В.Г. Кошечко, О.Ю. Посудієвський, О.А. Козаренко)
Показано, що у присутності ароматичних N-нітрозоамінів, які відзначаються канцерогенною дією, суттєво знижується інтенсивність люмінесценції (І) ряду біядерних комплексів Tb3+ та Eu3+. Встановлена лінійна залежність зміни lgI від концентрації субстрату відкриває можливість створення на основі вказаних комплексів високочутливих фотолюмінесцентних реагентів і матеріалів для активних елементів сенсорних систем, придатних для визначення ароматичних N-нітрозоамінів в різних об’єктах.
З метою одержання нових перспективних молекулярних магнетиків направлено створено ряд оригінальних моно- і гетерополіядерних макро- і металомакроциклічних комплексів лантаноїдів, особливості молекулярної структури і електронної будови яких встановлено комплексом спектральних методів і рентгеноструктурного аналізу. (акад. НАН України В.В. Павліщук, О.А. Міхальова, А.В. Павлішук, І.В. Василенко)

НАНОХІМІЯ
Вперше одержано квантові точки (КТ) змішаного селеніду срібла-індію Ag-In-Se (AISe) та структури AISe/ZnS типу «ядро/оболонка», стабілізовані у колоїдних розчинах глутатіоном. Розмір-селективним осадженням виділено фракції монодисперсних КТ, що випромінюють люмінесценцію у діапазоні від 650 до 750 нм в залежності від середнього розміру і складу КТ, з квантовим виходом 4% для AISe і 12% для структур AISe/ZnS «ядро/оболонка». Показано, що форма і положення смуг фотолюмінесценції можуть бути описані в рамках механізму самозахопленого екситона, згідно з яким ці спектральні параметри визначаються енергією міжзонного електронного переходу, енергією фонона та силою електрон-фононної взаємодії. (Строюк О.Л., Раєвська О.Є., чл.-кор. НАН України С.Я. Кучмій)

НОВІ ЕФЕКТИВНІ ХІМІЧНІ ПРОЦЕСИ І МАТЕРІАЛИ
Розроблено механохімічні способи одержання ефективних люмінофорів в червоній області спектру на основі нанокристалів гібридних та неорганічних перовськитів, допованих іонами марганцю АPbX3:Mn і А2PbX4:Mn (де А – метиламін, формамідін, гексиламін або Cs; Х – Cl або суміш Br/Cl), а також нанокомпозиту на основі графеноподібного гексагонального нітриду бору і неорганічного перовськиту h BN/CsPbBr3, інтенсивна люмінесценція якого в зеленій області спектру обумовлена ефектом просторового обмеження наночасток напівпровідника між шарами діелектрика (акад. НАН України В.Д.Походенко, акад. НАН України В.Г.Кошечко, О.Ю.Посудієвський, Н.В.Конощук)
Показано можливість використання глибоко евтектичного розчинника на основі 1-бутил-3-метилімідазолій хлориду та гідратованого нітрату Со (ІІ) як джерела азоту та кобальту для створення високоефективних карбонізованих Со-N-C електрокаталізаторів процесу відновлення кисню, які у лужному електроліті за своїми характеристиками майже не поступаються Pt/C каталізатору, а також характеризуються низьким виходом перекису водню, який є небажаним інтермедіатом у водневих паливних елементах. (акад. НАН України В.Д. Походенко, акад. НАН України В.Г. Кошечко, Я.І. Курись, О.О. Парійська)
Встановлено, що додаткове допування атомами ванадію in situ карбіду молібдену в складі карбонізованого нанокомпозиту на основі N,P-допованого відновленого оксиду графену та Mo2C сприяє зростанню електрокаталітичної активності такого гібридного матеріалу в процесі виділення водню з води, що проявляється в зменшенні перенапруги виділення водню, нахилу Тафеля та потенціалу початку процесу. (акад. НАН України В.Д. Походенко, акад. НАН України В.Г. Кошечко, Я.І. Курись)
Показано, що висока продуктивність цеолітвмісних композитних каталізаторів синтезу олефінів з метанолу обумовлена зміною звичайної дифузії метанолу на аномальну, що пов’язано з різними часами утримання метанолу на кислотних центрах Льюїса неоднакової сили, які локалізовано на різних складових композиту. На підставі отриманих результатів розроблено ефективний каталізатор конверсії метанолу в олефіни на основі оксиду алюмінію та цеоліту HZSM-5, який має вдвічі більшу селективність за етиленом та в чотири рази більший час роботи порівняно з промисловими аналогами. (О.О. Жох, А.І. Трипольський, чл.-кор. НАН України П.Є. Стрижак) 
Для процесу конденсації С2,4-спиртів за Гербе встановлено, що регулювання кислотно-основних характеристик поверхні (зменшення концентрації основних центрів та збільшення концентрації кислотних центрів середньої сили), шляхом часткового заміщення кальцію на магній у складі гідроксиапатитного каталізатора Мg-HAP забезпечує збільшення селективності утворення промислово важливого продукту 2-етилгексанолу до 62% (за 300⁰С). 
Показано, що локалізація цирконієвого компоненту у вигляді ізольованих атомів Zr(IV) в тетраедричних вакансіях матриці деалюмінованого цеоліту BEA у складі ZnLaZr-SiBEA систем є важливим фактором, що визначає їх активність і селективність у процесі отримання 1,3-бутадієну з етанол-водних сумішей. Продуктивність таких каталізаторів переважає показники відомих Zr-цеолітних систем. 
Встановлено, що в процесі окислювального дегідрування пропану до пропілену (за участю СО2) в присутності цеолітних каталізаторів Ga(Ta,Nb)SiBEA ключову роль відіграють кислотні центри Льюїса (слабкі та середньої сили), сформовані ізольованими атомами Ga(III). На каталізаторі Ga4.0SiBEA вихід пропілену становить 37% за 600оС. (П.І. Кирієнко, О.В. Ларіна, С.О. Соловйов, чл.-кор. НАН України С.М. Орлик)
З метою розробки нових ефективних каталізаторів процесів амінування ароматичних карбонільних сполук для фармації та агрохімії, шляхом піролізу нанесеної на аеросил координаційної сполуки кобальту з імідазолом створено композит, до складу якого входять наночастинки кобальту та графеноподібні вуглецеві частинки, використання якого дозволяє проводити амінування п-метоксибензальдегіду діізопропіламіном під тиском водню з утворенням диізопропілбензиламіну з виходом понад 85 % (В.А. Асаула, С.В. Колотілов).
Спільно з Карловим університетом (Чехія) одержано каталізатори на основі ієрархічних цеолітів β зі значною часткою (близько 30 %) доступних для об’ємних молекул кислотних центрів Бренстеда середньої сили, які проявляють високу каталітичну активність в однореакторному каскадному процесі Прінса-Фріделя-Крафтса між бутиральдегідом, 3-бутен-1-олом та анізолом  з утворенням 4-арилтетрагідропіранів – цінних вихідних речовин для виробництва лікарських засобів (Р.Ю. Бараков, Н.Д. Щербань).
Спільно із ТОВ "Науково-виробниче підприємство "ІФ ЛАБ" розроблено методи одержання водневих форм боросилікатних ієрархічних цеолітів структурного типу BEA, які, завдяки оптимальній концентрації та силі кислотних центрів Бренстеда (80 – 120 мкмоль/г з pKa = 5,2 – 5,4), є ефективними каталізаторами реакції перегрупування ацетофеноноксиму за Бекманом з утворення ацетаніліду з селективністю 98 % при практично повній конверсії вихідного субстрату, що важливо для розробки високоселективних методів функціоналізація органічних сполук для потреб тонкого органічного синтезу (М.М. Курмач, О.В. Швець).
Встановлено, що в нових кодопованих вуглецем та сіркою мезопористих дрібнокристалічних пластинчастих наноструктурах (8-11 нм) ТіО2 варіація кількості міжвузлових С- та S- допантів та їх співвідношення обумовлюють екстремальні зміни об’єму елементарної комірки анатазу. Знайдено експоненційну залежність фотокаталітичної активності одержаних наноструктур від вмісту анатазу в процесах деградації доксицикліну та цефтазидиму при опроміненні світлом видимого діапазону. Показано, що така фотокаталітична активність змінюється симбатно об’єму елементарної комірки і в рази перевищує активність стандарту Р-25 та багатьох відомих фотокаталізаторів (П.А. Манорик, Н.І. Романовська, В.М. Гребенніков)
Вперше синтезовано новий тип представників перспективного класу напівпровідникових матеріалів – органо-неорганічних перовськитів, побудований на основі тетраамінних катіонів нікелю(ІІ) і цинку(ІІ) та йодоплюмбатних аніонів. Методом рентгеноструктурного аналізу встановлено вплив катіона як на будову аніонної складової, яка змінюється від кластерної (ізольовані аніони [Pb4I16 ]8-) до одновимірної полімерної ([PbI3]-n), так і на спосіб упаковки полімерних фрагментів в кристалах (паралельна або перехресна). Встановлено зв’язок між кристалічною будовою синтезованих сполук та їх оптичними характеристиками (Я.Д. Лампека, Л.В. Цимбал. С.П. Гавриш, І.Л. Андрійчук).

2019 рік

РОЗВИТОК ХІМІЧНИХ ЗНАНЬ ПРО РЕЧОВИНИ І ПРОЦЕСИ
Вперше запропоновано ефективний одностадійний механохімічний спосіб одержання графену, одночасно допованого атомами азоту та фтору, і показано, що завдяки цьому допований графен може утворювати стійкі дисперсії з високою концентрацією у воді та органічних розчинниках, що дозволяє використовувати його як багатофункціональний наноматеріал в різних областях, зокрема в хімічних джерелах струму, електрокаталізі, селективних електрохімічних сенсорах на біологічно активні сполуки тощо. (акад. НАН України В.Д.Походенко, акад. НАН України В.Г.Кошечко, О.Ю.Посудієвський, О.А.Козаренко)
З метою розробки шляхів  одержання  мультифункціональних магніто-люмінесцентних матеріалів здійснено структурно-функціональний дизайн нових високолюмінесцентних молекулярних магнітів на основі координаційних сполук  Tb3+ та Dy3+. Встановлено, що синтезовані комплекси проявляють повільну магнітну релаксацію з істотними значеннями бар’єру перемагнічування. Знайдено, що в ряду одержаних сполук величини квантового виходу емісії та бар’єру перемагнічування зменшуються зі збільшенням ядерності комплексу та скороченням внутрішньо-молекулярної відстані між іонами лантаноїдів. (акад. НАН України В.В. Павліщук, О.А. Міхальова, І.В. Василенко)
Запропоновано новий теоретичний підхід щодо впливу фрактальної структури каталізатора на енергію активації та передекспоненційний множник константи швидкості реакції на його поверхні. На підставі такого підходу показано, що каталізатори можуть втрачати свою активність внаслідок збільшення енергії активації процесу за рахунок збільшення фрактальної розмірності поверхні каталізатора. (А.І. Трипольський, чл.-кор. НАН України П.Є. Стрижак)

НАНОХІМІЯ
Вперше показано, що термообробка нітриду вуглецю в розплаві солей LiCl і KCl дає можливість одержувати наноструктуровані матеріали, які проявляють високу фотокаталітичну активність в процесах виділення водню з водних розчинів електронодонорних субстратів, селективного окислення аліфатичних і ароматичних спиртів та окислювальної ароматизації 1,4-дигідропіридинів. Важливо, що отримані фотокаталізатори здатні функціонувати при дії видимого світла, стабільні та не містять токсичних та високовартісних елементів. (чл.-кор. НАН України С.Я. Кучмій, В.В. Швалагін, Г.Я. Гродзюк, Г.В. Коржак)
Одержано нанокомпозити золота та одношарового нітриду вуглецю, в яких можна управляти положенням максимуму смуги поверхневого плазмонного резонансу в діапазоні 520–610 нм, що важливо при використанні нанокристалів золота в різних оптико-електронних та сенсорних системах, у медицині та плазмонному фотокаталізі, який зараз інтенсивно розвивається. Виявлений ефект обумовлений  сильною електронною взаємодією між нанокристалами золота і прикріпленими до їх поверхні нанолистами C3N4, що призводить до зменшення електронної густини у наночастинках золота. (чл.-кор. НАН України С.Я. Кучмій, О.Є. Раєвська, Г.Я. Гродзюк) 
НОВІ ЕФЕКТИВНІ ХІМІЧНІ ПРОЦЕСИ І МАТЕРІАЛИ
Встановлено, що використання алкіламінів з різною довжиною алкільного ланцюга як лігандів-пасиваторів при одержанні нанокристалів гібридного перовськіту CH3NH3PbBr3 дозволяє регулювати кількість шарів, розмір та, як наслідок, оптичні характеристики часток перовськіту та нанокомпозиційних матеріалів на його основі. (акад. НАН України В.Д.Походенко, акад. НАН України В.Г.Кошечко, О.Ю.Посудієвський, Н.В.Конощук)
Вперше встановлено, що кобальт-азот-вуглецеві (Co-N-C) нанокомпозити, які одержані шляхом піролізу полі-5-аміноіндолу, солей кобальту та нанорозмірних вуглецевих матеріалів, здатні виступати ефективними каталізаторами процесів гідрування в м’яких умовах, зокрема, хіноліну з одержанням важливого цільового продукту – 1,2,3,4-тетрагідрохіноліну – з майже кількісним виходом, що значно перевищує такий для відомих Pd-вмісних каталізаторів. (акад. НАН України В.Д.Походенко, акад. НАН України В.Г.Кошечко, Я.І.Курись)
Розроблено нанорозмірний каталізатор складу 5,0%CoO-1,0%ZrO2-0,1%Pd на монолітному носії стільникової структури з високою механічною міцністю, термостійкістю і стійкістю до завуглецювання, який характеризується стабільною активністю у процесі низькотемпературного каталітичного безполум’яного спалювання метану або пропан-бутанової суміші для портативних каталітичних генераторів тепла. (С.О. Соловйов, Г.Р. Космамбетова, А.І. Трипольський, чл.-кор. НАН України П.Є. Стрижак)
Створено ефективні каталізатори парофазної конверсії етанолу в бутанол. Показано, що введення катіонів церію до складу каталітичних Mg-Al оксидних композицій, похідних гідроталькітів, забезпечує значне збільшення питомої швидкості утворення 1-бутанолу в реакції конденсації етанолу за Гербе. Модифікуючий вплив катіонів Се3+ викликано їх вбудовуванням в структуру гідроталькітів на стадії синтезу замість алюмінію, що обумовлює оптимізацію кислотно-основних та окисно-відновних характеристик поверхні оксидної композиції Mg-Al-Се (за даними РФА, РФЕС, ЯМР, ЕСДВ, ТПД-NH3,CO2).  (О.В. Ларіна, П.І. Кирієнко, С.О. Соловйов, чл.-кор. НАН України С.М. Орлик)
Вперше одержано нанокомпозит металічного нікелю і бориду нікелю з гідролітично-стабільним пористим координаційним полімером хрому(ІІІ) шляхом відновлення in situ хлориду нікелю(ІІ) борогідридом натрію в порах матриці полімеру та показано його високу каталітичну активність в процесах дебензилювання бензилфенілового ефіру і гідрування хіноліну, що дозволяє використовувати такі нанокомпозити замість аналогів на основі металів платинової групи. (В.М. Асаула, А.С. Литвиненко, С.В. Колотілов)
Спільно з ТОВ «Науково-виробниче підприємство «І.Ф. ЛАБ» Показано, що завдяки регульованій силі кислотних центрів Бренстеда, Н-форми B-, Ga- та Al-силікатних ієрархічних цеолітів BEA здатні селективно каталізувати процес дегідратації заміщених інденолів в індени з виходом до 99 % в м’яких умовах, а доповані оксидом магнію чи карбонатом цезію ієрархічні цеоліти BEA – синтез 2-амінотіофенів із циклоалканонів із виходом 70 – 100%, які використовуються для синтезу сполук з інсектицидною, антибактеріальною, протигрибковою та противірусною активністю. (М.М. Курмач, О.В. Швець)
Спільно з Карловим Університетом (Чехія) одержано ієрархічні цеоліти Beta з високою доступністю кислотних центрів для об’ємних молекул та покращеною дифузією продуктів реакції, які проявляють високу каталітичну активність в реакції тетрагідропіранілювання об'ємних спиртів (зокрема, 1-октадеканолу і 1-адамантанметанолу), що широко застосовується для захисту гідроксильних груп в органічному синтезі. (Р.Ю. Бараков, Н.Д. Щербань, спільно з Карловим університетом, Чехія)
Показано, що в модифікованих сполуками сірки та вуглецю мезопористих TiO2 наноструктурах природа різних вуглець- та сіркувмістних груп та їх кількісне співвідношення є вирішальним фактором, що визначає вміст анатазу й розміри кристалітів, морфологію, текстуру, їх фотокаталітичну активність при опроміненні видимим світлом, а наявність у них суперкислотних властивостей, обумовлених Ti-O-SO3H групами,  відкриває можливість використання їх як каталізаторів  кислотно-основних гетерогенно-каталітичних процесів. (П.А. Манорик, Н.І. Романовська, С.О. Сотнік)
Показано, що фазовий склад і електрохімічні характеристики нікель-гідроксидних покриттів, отриманих шляхом електролізу нанесених на FTO-електроди карбоксилатних координаційних полімерів нікелю суттєво залежать від кристалічної будови останніх. Отримані покриття є ефективними електрокаталізаторами виділенням водню з лужних розчинів, що містять сечовину, і за своїми характеристиками суттєво перевищують каталізатори на основі благородних металів в аналогічних процесах. (Я.Д. Лампека, І.Л. Андрійчук, Л.В. Цимбал)

2018 рік

РОЗВИТОК ХІМІЧНИХ ЗНАНЬ ПРО РЕЧОВИНИ І ПРОЦЕСИ
Вперше одержано квантові точки неорганічних перовськитів CsPbBr3-yIy в матриці цеоліту типу X з квантовим виходом фотолюмінесценції до 80%, використання яких дозволяє значно збільшити індекс передачі білого кольору ламп освітлення на основі синіх світло-випромінювальних діодів. (акад. НАН України В.Д. Походенко, акад. НАН України В.Г. Кошечко, О.Ю. Посудієвський, Н.В. Конощук)
Сумісно з співробітниками Інститутів фізики та експериментальної патології, онкології і радіобіології ім. Р.Є. Кавецького НАН України вперше показано, що механохімічно одержаний графеноподібний 2D WS2 здатний гальмувати утворення в лізоцимі структур амілоїдного типу, які є однією з причин різних патологій. (акад. НАН України В.Д. Походенко, акад. НАН України В.Г. Кошечко, О.Ю. Посудієвський)
Встановлено, що введення до складу нових мультиспінових поліядерних металокраунів з комплексними блоками {LnCu5}3+ (де Ln - іони Dy(III) або Ho(III)), приводить до появи в таких системах властивостей моноіонних магнетиків ("single ion magnet") з повільною релаксацією намагніченості при підвищених температурах. Знайдено, що металокрауни з іонами Gd(III), Tb(III), Dy(III) і Ho(III) виявляють магнетокалоричний ефект.  
Показано, що колір емісії сумішей гетерометальних комплексів Eu3+ та Tb3+ можливо направлено змінювати в ряду червоний-жовтий-зелений шляхом варіювання співвідношення вмісту лантаноїдів. Виявлено, що в гетерометальних поліядерних комплексах Eu3+ та Gd3+ відбувається ефективний перенос енергії збудження від Gd3+ до центрів випромінювання – іонів Eu3+, що дає можливість досягти високої ефективності емісії при значно меншому вмісті високовартісного європію (акад. НАН України В. В. Павліщук, О. А. Міхальова,  А. В. Павліщук).
 
НАНОХІМІЯ
Одержано монодисперсні квантові точки Cu2ZnSnS4, допованого міддю сульфіду срібла-індію (Cu-Ag-In-S) та структур типу ядро/оболонка (Cu-Ag-In-S/ZnS), які випромінюють інтенсивну фотолюмінесценцію у видимому діапазоні спектра з квантовими виходами до 60 %. Запропоновано новий підхід для уніфікованого опису природи широких смуг фотолюмінесценції таких квантових точок, що базується на концепції самозахопленого екситона. Дана модель розглядає смугу фотолюмінесценції як коливальну (фононну) серію - похідну від міжзонного чисто електронного переходу, що виникає внаслідок високого ступеня електрон-фононної взаємодії в таких наночастинках і ефективного перетворення енергії електронного збудження в коливання їх кристалічної гратки (чл.-кор. НАН України С.Я. Кучмій, О.Л. Строюк, О.Є. Раєвська).  
НОВІ ЕФЕКТИВНІ ХІМІЧНІ ПРОЦЕСИ І МАТЕРІАЛИ
Встановлено, що карбонізований Со-N-C композит, одержаний на основі N-допованого багатошарового графену та полі-5-аміноіндолу, виявляє високу електрокаталітичну активність на рівні кращих відомих аналогів не тільки в процесі виділення водню, але й виділення кисню з води, що дозволяє зменшити енергетичні затрати на процес електрохімічного розкладу води. (акад. НАН України В.Д. Походенко, акад. НАН України В.Г. Кошечко, Я.І.  Курись)
Показано принципову можливість гетерогенно-каталітичного одержання безпосередньо з етанолу 2-етилгексанолу - важливого субстрату в процесах синтезу пластифікаторів, поверхнево-активних речовин, добавок до мастил та олив. Найбільший вихід С4, С8 спиртів досягається в присутності Mg-Al оксидних каталізаторів (Mg/Al = 2/1), що обумовлено оптимальним співвідношенням кислотних та основних центрів на їх поверхні. (П.І. Кирієнко, О.В. Ларіна, С.О. Соловйов, чл.-кор. НАН України С.М. Орлик).
Розроблено каталізатор In2O3-Al2O3, який отримано методом співосадження гідроксидів In і Al з наступною гідротермальною обробкою, що забезпечує досягнення селективності за пропіленом  >50% в процесі окиснювального дегідрування пропану за участю СО2 (М. Р. Канцерова, чл.-кор. НАН України С.М. Орлик).
Виявлено наявність аномальної дифузії метанолу в цеолітвмісних каталізаторах та встановлено залежність параметрів аномального масопереносу метанолу від пористої будови та складу каталізатора, що дає змогу підвищити ефективність гетерогенно-каталітичних процесів, які перебігають у внутрішньодифузійній області, за рахунок цілеспрямованої зміни режиму масопереносу реагентів в зерні каталізатора (чл.-кор. НАН України П.Є. Стрижак, А.І. Трипольський, О.О. Жох). 
Розроблено ефективний каталізатор гетерогенно-каталітичного гідрування 4-нітрофталонітрилу молекулярним воднем із 100-відсотковою селективністю до 4–амінофталонітрилу, який використовується для отримання термостійких полімерів (чл.-кор. НАН України П.Є. Стрижак, І.Б. Бичко).
Одержано композити пористих матеріалів (аеросилу, перліту тощо) з графенвмісними частинками, що утворюються при піролізі координаційних сполук кобальту, нікелю або заліза, які здатні проявляти у відсутності благородних металів високу каталітичну активність в процесі гідрування хіноліну та дозволяють досягти майже кількісного виходу 1,2,3,4-тетрагідрохіноліну, що має важливе значення для препаративного одержання азотвмісних гетероциклів – складових лікарських препаратів і речовин для агрохімії (В.М. Асаула, С.В. Колотілов) спільно з Інститутом органічної хімії НАН України.
Показано, що завдяки високій концентрації доступних кислотних центрів Бренстеда Н-форми ієрархічних цеолітів MOR, BEA, MFI та MEL каталізують реакцію утворення диетоксиетану з ацетальдегіду і етанолу з виходом до 65 % за кімнатної температури, а доповані наночастинками нікелю ієрархічні цеоліти – процес гідроізомеризації гексану з виходом ізогексанів до 27 % - компонентів для підвищення цетанового числа дизельного палива та октанового числа бензину, відповідно (М.М. Курмач, К.М. Конишева, О.В. Швець) спільно з Інститутом біоорганічної хімії та нафтохімії ім. В.П. Кухаря НАН України.
Показано, що мікро-мезопористі матеріали на основі цеоліту ZSM-5 проявляють високу каталітичну активність в реакції циклізації (-)-ізопулеголу з бензальдегідом з утворенням  гетероциклічних кисеньвмісних похідних 2H-хромену зі структурою тетрагідропірану (з виходом до 67% при повній конверсії (-)-ізопулеголу), що використовуються для одержання фармацевтичних препаратів (Р.Ю. Бараков, Н.Д. Щербань) спільно з Університетом Або Академі (Фінляндія).
Розроблено нові методи золь-гель синтезу мезопористих TiO2 наноструктур, легованих сполуками сірки та вуглецю, які виявляють високу фотокаталітичну активність при опроміненні видимим та ультрафіолетовим світлом в реакціях фотоокиснення тетрацикліну і високу протонну провідність, яка залежить від природи та вмісту допанту (П.А. Манорик, Н.І. Єрмохіна, Н.І. Романовська) спільно з Інститутом загальної та неорганічної хімії ім. В. І. Вернадського НАН України.
Показано, що композитам мероціанінового барвника KR з цинквмісним координаційним полімером при збудженні металокомплексної матриці притаманна бімодальна люмінесценція і встановлено, що пари нітробензолу вибірково гасять люмінесценцію неорганічної складової. Така особливість відкриває можливість використання інтенсивності емісії барвника в даному композиті як внутрішнього стандарту в люмінесцентних аналітичних вимірюваннях (Я.Д. Лампека, Р.І. Гуртовий).