Лаборатория кинетики и динамики адсорбции | 2017 ИФХЭ РАН

Лаборатория кинетики и динамики адсорбции

voloshchuk
.
Заведующий лабораторией

доктор химических наук
ВОЛОЩУК Альберт Михайлович

Тел.: +7(495) 955-46-49,
+7495) 955-44-32
e-mail: volosh@phyche.ac.ru,
albert-voloshchuk@rambler.ru

Научные направления исследований

Физико-химическая динамика дисперсных систем. Это направление объединяет: реологию и виброреологию структурированных дисперсных систем, их седиментационную и агрегативную устойчивости, динамику контактных взаимодействий между частицами, закономерности совместного действия поверхностно-активных веществ и динамических (в том числе вибрационных воздействий) на дисперсные системы.

Основные научные результаты исследований

  • Коллективом Лаборатории разработаны основы кинетики изотермической адсорбции гомогенными пористыми телами, а также разработаны теоретические основы и дано экспериментальное обоснование теории кинетики изотермической и неизотермической адсорбции бипористыми адсорбентами.
  • Разработан способ спектрометрического тестирования дисперсионных свойств цеолитов на основе системной корреляции «ex situ» данных ИК-фурье-спектроскопии, адсорбционной газовой хроматографии и термодинамических характеристик адсорбции.
  • Разработаны научные и технологические основы синтеза новых композитных пленок на основе природных сахаридов и различных микропористых адсорбентов.
  • Дано теоретическое обоснование и разработан принципиально новый метод синтеза углеродных адсорбентов и изделий из них с использованием органических темплатов (структурообразующих веществ). На основании изучения механизма взаимодействия с водой и кислородом предложены модель образования и метод получения адсорбентов нового класса – углеродных сенсоров кислорода. На основе факторного анализа с использованием семейства изотерм адсорбции на образцах одной и той же химической природы разработан новый сравнительный метод определения параметров пористой структуры адсорбентов без использования стандартной изотермы адсорбции.
  • Разработан новый метод in situ оценки параметров пористой структуры жестких и набухающих адсорбентов по данным импульсного ЯМР адсорбированных молекул.
  • Установлены механизмы адсорбции и самодиффузии веществ различной природы в углеродных адсорбентах.
  • Разработан новый сравнительный метод исследования адсорбции и определения параметров пористой структуры адсорбентов различной природы на основе изучения механизма адсорбции паров воды на углеродной поверхности.
  • В лаборатории созданы композитные пленки, обладающие антимикробной активностью и высокой адсорбционной способностью по отношению к тяжелым металлам, радионуклидам и другим токсичным соединениям, которые могут быть использованы в качестве адсорбционных фильтров и материалов для покрытия ран и ожогов (представлены на 12-ой Международной выставке “Здравоохранение-2002″, Москва, 2-6 декабря 2002 г. и выставке “Научно-промышленный комплекс Московской области”, Мытищи, 20-23 декабря 2002 г.).
  • Получены углеродные адсорбенты нового поколения (в том числе блочные), характеризующиеся широким диапазоном параметров пористой структуры – от ультрамикропористых молекулярных сит до супермикропористых и мезопористых углеродных адсорбентов, а также углеродные сенсоры кислорода.
  • Получены волокнистые углеродные адсорбенты, содержащие переходные металлы, которые обладают высокими адсорбционными, ионообменными и каталитическими свойствами.
  • Развиты новые научные направления: моделирование процессов массо- и теплопереноса в микропористых адсорбентах с неоднородной пористой структурой; взаимосвязь кинетических свойств, в частности трансляционной подвижности адсорбированных молекул, с механизмом адсорбции молекул полярных и неполярных веществ и их смесей; теоретическое обоснование и практическая реализация метода синтеза углеродных адсорбентов нового поколения, в том числе блочных и пленочных, с использованием полимерных темплатов, а также углеродных сенсоров кислорода.

Кроме отмеченных выше проектов и грантов сотрудники Лаборатории принимали участие в выполнении грантов РФФИ, проекта ОХНМ и договоров на выполнение НИР.


Историческая справка

Лаборатория сорбционных процессов была создана 1 апреля 1946 г. Возглавил лабораторию академик М.М.Дубинин.

Основное научное направление деятельности Лаборатории – экспериментальное и теоретическое исследование процессов физической адсорбции газов и паров реальными и модельными адсорбентами, разработка методов исследования и изучение пористой структуры реальных адсорбентов.

В 1966 г. Лаборатория была преобразована в Отдел сорбционных процессов, в состав которого вошли Лаборатория равновесной адсорбции и Лаборатория кинетики и динамики адсорбции. Первую из них возглавил д.х.н. В.В.Серпинский, а вторую, так же как и Отдел в целом, – академик М.М.Дубинин.

Академик М.М.Дубинин возглавлял Лабораторию с 1946 по 1989 годы. С 1989 г. и по настоящее время заведующим Лабораторией является д.х.н. А.М.Волощук.

Публикации

Результаты исследований сотрудников Лаборатории ежегодно публикуются в российских и зарубежных журналах, докладываются на Всероссийских и международных конференциях. За последние 5 лет сделано 80 докладов на 15 международных и 14 Всероссийских конференциях и симпозиумах. Наиболее принципиальные результаты изложены в следующих докладах:

R.Sh.Vartapetian, A.M.Voloshchuk, E.V.Khozina, I.Yu.Aslanyan, V.D.Skirda. The parameters of the Microporous Structure of Active Carbons estimated from the Pulsed NMR Data and the Adsorption of Nitrogen and Water Vapors, 15th European Experimental NMR Conference (EENC 2000), Leipzig, Germany, 12-17 June, 2000;
Н.А.Эльтекова, А.Ю.Эльтеков.
Сочетание отрицательной и положительной адсорбции в хроматографическом процессе разделения смесей растворенных белков, IX Международная конференция по теоретическим вопросам адсорбции и адсорбционной хроматографии «Современное состояние и перспективы развития теории адсорбции», Москва, 24-28 апреля 2001;
O.K.Krasilnikova, R.Sh.Vartapetian.
The Deformation caused by sorptional diffusion of water molecules by PVP-PEG complex, VII Europien Symposium “Polymer Blends”, Lion-Villerbane, France, 2002, May 27-29;
М.Е.Гордеев, М.А.Андреева.
Исследование сорбционных процессов в целлюлозных материалах методом протонного магнитного резонанса, X Всероссийская конференция “Структура и динамика молекулярных систем”, Йошкар-Ола, 30 июня-4 июля 2003;
Р.Ш.Вартапетян, М.Л.Губкина, А.М.Волощук, Б.М.Одинцов.
Адсорбция кислорода на углеродных сенсорах кислорода в присутствии воды и диоксида углерода, II Всероссийская конференция “Физико-химические процессы в конденсированном состоянии и на межфазных границах”, (”ФАГРАН-2004″), Воронеж, 10-15 октября 2004.

За это же время опубликовано 32 работы. В их числе:

Вартапетян Р.Ш., Волощук А.М., Кряжев Ю.Г., Петров И.Я., Хохлова Г.П. Пористая структура и адсорбционные свойства углеродных волокнистых адсорбентов, полученных методом термодеструкции гидратцеллюлозы в присутствии соединений V(V), Mo(VI), W(VI) и Cr(VI), Химия твердого топлива, №2, С. 34-41, 2000;
Хозина Е.В., Вартапетян Р.Ш., Идиятуллин Д.Ш.
Особенности ядерной магнитной релаксации молекул воды и бензола при адсорбции на активных углях и оценка размеров пор адсорбента, Известия АН. Серия химич., № 1, С. 1881-1887, 2002;
Эльтекова Н.А., Эльтеков А.Ю. Вычисление параметров функции удерживания алкилбензолов нанопористым углеродным сорбентом. Ж. физ. химии, Т. 77, С. 2041-2047, 2003;
Вартапетян Р.Ш., Волощук А.М., Буряк А.К., Артамонова С.Д., Ceroke P., Clarkson R., Одинцов Б.М. Особенности адсорбции паров воды древесными карбонизатами – углеродными сенсорами кислорода. Сорбционные и хроматографические процессы, Т. 4, вып. 2, С. 206-216, 2004;
Алексиенко Н.Н., Пастухов А.В., Даванков В.А., Белякова Л.Д., Волощук А.М.
Сорбционные свойства карбонизатов сверхсшитого полистирола, Ж. физ. Химии, Т. 78, № 12, С. 2250-2257, 2004.

Награды

Волощук А.М в 1980 году награжден медалью Лейбница АН ГДР за цикл исследований по подвижности адсорбированных молекул и термодинамике адсорбции углеводородов в цеолитах, проведенных совместно с учеными ГДР и ЧССР.

Сотрудничество

Лаборатория активно поддерживает научное сотрудничество с другими научными и учебными организациями в России. В их числе Самарский государственный университет (целевая программа “Интеграция”, проекты К0357 и 40588/3); Казанский государственный университет; Марийский государственный технический университет; Московский государственный текстильный университет им. А.Н.Косыгина; Российский химико-технологический университет им. Д.И.Менделеева; Омский научный центр СО РАН и Институт угля и углехимии СО РАН, г. Кемерово.

Лаборатория проводит также совместные исследования с такими зарубежными научными организациями, как центр ЭПР Иллинойского университета, г. Урбана, США и Институт проблем сорбции и эндоэкологии НАН Украины, г. Киев, (проект Американского фонда гражданских исследований (CRDF) № UC 2-2418-B “Разработка биосовместимых углеродных сенсоров кислорода для in vivo магнитной резонансной оксиметрии”); Лейпцигский университет, ФРГ (проект F1 192/9-1 “Исследование смесей ПЭГ/ПВП методом ЯМР с импульсным градиентом магнитного поля. Влияние состава, влагосодержания и длины цепи ПЭГ”); Институт общей и неорганической химии НАН Беларуси, г. Минск, (грант РФФИ 00-03-8148 Бел-2000 «Разработка физико-химических основ получения активных углей на основе сапропелей, изучение их адсорбционно-структурных свойств и химии поверхности»).


 
 
shadow shadow
Яндекс.Метрика