Розробки відділу пористих речовин і матеріалів
Адсорбційно-хроматографічний спосіб повного розділення компонентів піролізного газу
Розроблено адсорбційно-хроматографічні способи повного розділення компонентів піролізного газу при високому (до 30 атм) тиску із застосуванням як носія водню (або без газу-носія) і як сорбентів – цеолітів, вуглецю тощо. Метод поєднує фронтальне і витиснювальне розділення і дозволяє одержувати чисті водень і метан в одному циклі (спільно з КБ Сухіна). Виявлено суттєвий вплив природи поверхні, форми та об’єму мікропор, зокрема зростання ефективності розділення компонентів за наявності кислотних центрів Бренстеда і звужень в мікропорах Цт, збільшення об’єму мікропор і питомої поверхні вуглецевих матеріалів.
Галузі застосування – хімічна технологія, паливна промисловість. Патенти України на винахід № 82940 від 26.05.2008, № 83109 від 10.06.2008.
Дисперсні та пористі матеріали на основі карбіду кремнію
Дисперсні та пористі матеріали різного функціонального призначення на основі карбіду кремнію, можуть бути використані для створення каталізаторів високотемпературних та високоекзотермічних реакцій, адсорбентів водню, матеріалів для оборонної промисловості та електроніки. Характеристики: розмір кристалітів ~ 13–70 нм, SBET до 410 м2/г, Vпор до 1,0 см3/г, адсорбція водню – до 1,24 % ваг. при 77 К і 1 атм. В порівнянні з аналогами розробка має вищі структурно-сорбційні характеристики, проявляє вищу адсорбційну здатність по відношенню до водню та максимальну, серед вивчених пористих матеріалів на основі кремнезему та вуглецю, питому адсорбцію водню (до 15 мкмоль/м2). Селективність за малеїновим ангідридом в реакції окиснення н-бутану на пірофосфаті ванадилу (VPO), нанесеному на карбід кремнію, вища, ніж на масивному VPO (71% та 50% відповідно), крім того такі каталізатори дозволяють знизити температуру каталітичного перетворення (до 290 ºС).
Нітрид вуглецю
Матричним та об’ємним піролізом меламіну одержано нанопористі та нанодисперсні зразки нітриду вуглецю, що мають високу просторову впорядкованість, розвинуту поверхню і пористість (SBET до 100 м2/г, Vпор до 0,3 см3/г). Нітрид вуглецю, одержаний матричним методом в мезоячеїстій піні MCF, має більшу ширину забороненої зони (2,87 еВ), порівняно з об’ємним зразком (2,45 еВ), та відповідно проявляє вищу фотокаталітичну активність в реакції фотовідновлення вуглекислого газу (до ацетальдегіду 8.0 μмоль∙г-1 та 0.78 μмоль∙г-1 метану). З’ясовано, що зразки нітриду вуглецю, синтезовані в матриці MCF, мають вищу каталітичну активність у зазначеній реакції, ніж нітрид вуглецю, одержаний в матриці SBA-15.
Сорбенти для розділення оптичних ізомерів органічних сполук
Сорбенти призначені для розділення рацематів оптично-активних органічних сполук методом рідинної хроматографії. Потреба розділення оптичних ізомерів виникає в тонкому органічному синтезі для одержання фармацевтичних препаратів, діючих засобів для агрохімії тощо, а також при проведенні аналізу чистоти і якості фармацевтичних засобів, що містять оптично-активні компоненти. Характеристики: зовнішній вигляд – порошок білого кольору; ступінь розділення 2-фенілетанолу при пропусканні через колонку довжиною 150 см – 100 % (в першій порції), при пропусканні через колонку довжиною 20 см – 6 % (в першій порції); температура використання – кімнатна.
Вуглецеві адсорбенти
Використання фосфорної кислоти для активації об’ємної карбонізації сахарози призводить до хімічного (фосфорилювання поверхні) і структурного модифікування одержаного вуглецевого матеріалу і суттєвого зростання питомої поверхні в порівнянні з неактивованими зразками до 1020 – 1485 м2/г, об’єму мікро- і супермікропор до 0,28 – 0,41 см3/г і 0,11 – 0,19 см3/г, відповідно, і зменшення однорідності мікропор за розмірами. Показано, що варіювання умов активації дозволяє регулювати як текстурні характеристики, так и катіонообмінну ємність одержаних матеріалів, що важливо для створення ефективних сорбентів важких металів.
При активації об’ємної карбонізації сахарози хлоридом цинку (ZnCl2/сахароза = 3-7, 700 оС) утворюються мезопористі продукти (Vме = 1,23-1,54 см3/г, Sме – 1019-1486 м2/г, Vмі ≤ 0,002 см3/г).
Ієрархічно-пористі та екстраширокопористі цеоліти як ефективні кислотно-основні каталізатори для процесів тонкого органічного синтезу
– висока термічна та гідролітична стабільність
– регульована сила кислотних центрів
– дворівнева система пор
– висока доступність активних центрів
– висока активність та регульована селективність в каталітичних процесах
