Лаборатория колебательной спектроскопии и химической визуализации

Научные результаты:

Развитие, адаптация и применение методов колебательной спектроскопии и химической визуализации на основе ИК-Фурье спектроскопии в различных режимах (пропускания, нарушенного полного внутреннего отражения (НПВО) в микро- и макро-варианте, матричного детектирования) позволило получить ряд полностью оригинальных научных результатов. В частности, определен механизм реакции эпоксидирования пропилена, исследовано влияние носителя и размерный эффект в реакции эпоксидирования этилена в присутствии Ag-содержащих катализаторов, изучено влияние оксидных частиц, моделирующих горные породы, на процессы седиментации асфальтенов тяжелых нефтей при инжектировании сверхкритического (СК) СО₂ в проточных условиях. Предложены полностью оригинальные подходы к использованию ИК-Фурье спектроскопии для исследования катализаторов на основе стекловолокнистых материалов, количественной экспресс-оценки конверсии и выхода основных продуктов реакции безводородного гидрирования ненасыщенных ароматических и алициклических углеводородов, высокопроизводительного анализа ионных жидкостей в режиме визуализации с применением НПВО ИК-Фурье спектроскопии и др.

В частности, методом ИК-Фурье спектроскопии in situ изучен механизм окисления этанола в присутствии высокодисперсных ванадий-цериевых оксидных катализаторов при различных режимах проведения процесса, включая наличие кислорода в газовой фазе; методом спектроскопии комбинационного рассеяния света исследовано состояние активного компонента Cr-Al катализаторов дегидрирования C3-C4 олефинов; методом ИК-Фурье спектроскопии in situ изучены особенности взаимодействия каталитических ядов с поверхностью Ni-содержащих катализаторов с целью разработки метода прецизионного определения числа каталитически активных центров; ИК-спектроскопия использована для количественного экспресс-анализа в режиме online гетерогенно-катализируемой реакции безводородного гидрирования сульфатного скипидара изопропанолом в реакторе проточного типа; методом ИК-Фурье спектроскопии исследован процесс селективной абсорбции лёгких углеводородов (этана, этилена, а цетилена и д р.) в ионных  жидкостях и их транспорт в условиях межфазной границы раздела; проведена химическая визуализация процессов взаимодействия СК СО2 с различными ионными жидкостями с временным разрешением; с применением методов колебательной спектроскопии с модуляцией поляризации ИК-излучения проведено исследование процессов адсорбции метанола, этанола, а также ацетонитрила на поверхности платиновых катализаторов; разработана методология совместного применения фотолюминесцентной спектроскопии и ИК-спектроскопии диффузного отражения для исследования промышленно важных катализаторов полимеризации.

Образование и переподготовка кадров:

• Разработана программа магистратуры «Методы колебательной и рентгеновской спектроскопии для решения задач в области химической технологии и катализа» по направлению подготовки 04.04.01 Химия.
• Подготовлены и защищены 1 докторская и 3 кандидатские диссертации.
• 2 сотрудника лаборатории прошли стажировки в Имперском колледже Лондона (Великобритания).
• В 2021 г. проведен научный семинар «Передовые методы химической визуализации и колебательной спектроскопии для решения актуальных задач в области катализа и химической технологии».

Сотрудничество:

Институт ядерной физики им. Г.И. Будкера Сибирского отделения Российской академии наук, Центр коллективного пользования «Сибирский кольцевой источник фотонов», Новосибирский государственный университет, Институт неорганической химии им. А.В. Николаева Сибирского отделения Российской академии наук, Сколковский институт науки и технологий, Вятский государственный университет, ООО «Омсктехуглерод», ООО «Томскнефтехим» (Россия): совместные исследования.