.jpeg){kind=logo}
Грант Президента. Бугаев. 2021-2022
Структура и свойства каталитически-активных центров палладия в цеолитах и металл-органических каркасных структурах: Расчеты из первых принципов и экспериментальные исследования на установках Мегасайенс
Дата начала работ по гранту: 12.04.2021
Дата окончания работ по гранту: 31.12.2022
Руководитель: Бугаев Арам Лусегенович
Исполнители: Усольцев Олег Андреевич / Скорынина Алина Александровна / Козырь Елизавета Геннадиевна / Пневская Анна Юрьевна
Нанокатализаторы на основе палладия находят широкое применение в важнейших реакциях нефтехимической промышленностей при переработки органического сырья в продукты более высокой экономической ценности. Даже небольшие изменения в каталитической активности и избирательности имеют значительный экономический эффект, в силу чего рациональный дизайн новых катализаторов, заточенных под конкретную промышленную задачу, является проблемой исключительной научной и практической важности. Несмотря на существенный прогресс в области синтеза и диагностики нанокаталиазторов на основе палладия, механистическое представление о каталитических реакциях на их поверхности до сих пор не сформировано, а получение новых эффективных материалов, как правило, достигается методом проб и ошибок. Анализ большого массива литературных данных в области наноразмерных палладиевых материалов позволяет выделить следующие ключевые в данной области. Во-первых, большинство классических методов исследования структуры, таких как рентгеновская дифракция, оказываются малоинформативными при попытке описания поверхностных явлений и при исследовании нанообъектов. Во-вторых, методы, традиционно используемые для исследования поверхности, включая сканирующую электронную микроскопию, фотоэлектронную и Оже-спектроскопии, требуют либо вакуумных условий, либо проводятся при низких парциальных давлениях реагентов, что осложняет экстраполяцию результатов на область реальных промышленных концентраций, давлений и температур. Наконец, анализ экспериментальных данных затрудняется в силу дисперсии формы, размера и различных структурных параметров, присущих наноразмерным образцам.
Настоящий проект предлагает комплексный подход к определению фундаментальных взаимосвязей структуры и каталитической активности палладиевых нанокатализаторов на основе применения передовых методов химического синтеза для получения модельных катализаторов, современных методов in situ и operando диагностики с проведением исследований на установках мега-класса при реалистичных технологических условиях, а также посредствам внедрения оригинальных методов анализа больших данных и алгоритмов машинного обучения для решения задач в области наук о материалах.
Публикации по направлению
1.
L. Van Emelen, V. Lemmens, C. Marquez, S. Van Minnebruggen, O. A. Usoltsev, A. L. Bugaev, K. Janssens, K. Y. Cheung, N. Van Velthoven, D. E. De Vos "Cu-α-diimine Compounds Encapsulated in Porous Materials as Catalysts for Electrophilic Amination of Aromatic C-H Bonds"
ACS Applied Materials & Interfaces
2022
14
(46)
51867-51880
(Impact-factor: 10.383 )
DOI: 10.1021/acsami.2c13980
2.
W. Stuyck, A. L. Bugaev, T. Nelis, R. de Oliveira-Silva, S. Smolders, O. A. Usoltsev, D. Arenas Esteban, S. Bals, D. Sakellariou, D. De Vos "Sustainable formation of tricarballylic acid from citric acid over highly stable Pd/Nb2O5·nH2O catalysts"
Journal of Catalysis
2022
408
88-97
(Impact-factor: 7.920 )
DOI: 10.1016/j.jcat.2022.02.013
3.
M. Henrion, Y. Mohr, K. Janssens, S. Smolders, A. L. Bugaev, O. A. Usoltsev, E. A. Quadrelli, F. M. Wisser, D. E. De Vos, J. Canivet "Reusable copper catechol-based porous polymers for the highly efficient heterogeneous catalytic oxidation of secondary alcohols"
ChemCatChem
2022
e202200649
(Impact-factor: 5.497 )
DOI: 10.1002/cctc.202200649
4.
Oleg A. Usoltsev, Aram L. Bugaev, Alexander A. Guda, Sergey A. Guda, Alexander V. Soldatov "How Much Structural Information Could Be Extracted from XANES Spectra for Palladium Hydride and Carbide Nanoparticles"
J. Phys. Chem. C
2022
(126)
4921−4928
(Impact-factor: 4.126 )
DOI: 10.1021/acs.jpcc.1c09420
5.
M. Sirota, K. Abdulvakhidov, T. Lastovina, A. Pnevskaya, E. Ubushaeva, P. Plyaka, A. Nazarenko, M. Vitchenko, I. Mardasova, A. Budnyk "Modulation of the Physical Properties of Lead Zirconate by the Stress-Induced Structural Defects"
Physica status solidi
2021
218
2000782
(Impact-factor: 1.759 )
DOI: 10.1002/pssa.202000782
6.
A. Ramirez, P. Ticali, D. Salusso, T. Cordero-Lanzac, S. Ould-Chikh, C. Ahoba-Sam, A. L. Bugaev, E. Borfecchia, S. Morandi, M. Signorile, S. Bordiga, J. Gascon, and U. Olsbye "Multifunctional Catalyst Combination for the Direct Conversion of CO2 to Propane"
JACS Au
2021
1
(9)
1719-1732
DOI: 10.1021/jacsau.1c00302