catalКатализ в промышленностиKataliz v promyshlennosti1816-03872413-6476LLC "KALVIS"catal-916Research Article2011 – МЕЖДУНАРОДНЫЙ ГОД ХИМИИ2011 - INTERNATIONAL YEAR OF CHEMISTRYНаноразмерные Pt-, Ru-, Pd-содержащие катализаторы для органического синтеза и решения проблем экологииNanosized Pt-, Ru-, Pd-containing catalysts for organic synthesis and environment protectionМатвееваВ. Г.MatveevaV. G.ctls@kalvis.ruВалецкийП. М.WaletskiP. M.ctls@kalvis.ruСульманМ. Г.SulmanM. G.ctls@kalvis.ruБронштейнЛ. М.BronshteinL. M.ctls@kalvis.ruСидоровА. И.SidorovA. I.ctls@kalvis.ruДолудаВ. Ю.DoludaV. Yu.ctls@kalvis.ruГавриленкоА. В.GavrilenkoA. V.ctls@kalvis.ruНикошвилиЛ. Ж.NikoshviliL. Zh.ctls@kalvis.ruБыковА. В.BykovA. V.ctls@kalvis.ruГригорьевМ. В.GrigorievM. V.ctls@kalvis.ruСульманЭ. М.SulmanE. M.ctls@kalvis.ruГОУ ВПО Тверской государственный технический университетРоссияGOU VPO Tver State Technical UniversityRussian FederationУчреждение РАН. Институт элементоорганических соединений им. А.Н. Несмеянова РАН, МоскваРоссияInstitute of the Russian Academy of Sciences. Institute of Organoelement Compounds. A.N. Nesmeyanov Russian Academy of Sciences, MoscowRussian Federation201112042023035163Copyright © LLC "KALVIS", 20232023LLC "KALVIS"LLC "KALVIS"https://www.catalysis-kalvis.ru/jour/about/submissions#copyrightNoticehttps://www.catalysis-kalvis.ru/jour/article/view/916

Рассматривается синтез Pt-, Ru- и Pd-содержащих наночастиц в порах полимерной матрицы сверхсшитого полистирола (СПС), их структура и каталитические свойства. Физико-химические исследования показали, что формирование металлосодержащих наночастиц зависит от свойств пористой структуры полимерной матрицы, природы исходного прекурсора металла и от условий синтеза. Изучение каталитических свойств металлосодержащих наночастиц, стабилизированных в мезопористых матрицах, показало перспективность применения этих систем в реакциях селективного окисления и гидрирования, которые являются промежуточными стадиями в синтезе полупродуктов витаминов и лекарственных средств. Для решения экологических проблем нанокатализаторы были исследованы в процессах окислительной деструкции фенола и восстановительной денитрификации нитратов для очистки сточных и природных вод. Использование нанокатализаторов в промышленном масштабе позволит увеличить выход целевого продукта и повысить экологическую безопасность производств.

Synthesis of Pt-, Ru- and Pd-containing nanoparticles in the pores of the hypercrosslinked polystyrene polymer matrix, their structure and catalytic properties are under consideration. Physico-chemical studies have shown that the metal nanoparticles formation depends on properties of the polymer matrix porous structure, the nature of metal precursors and the synthesis conditions. Study of catalytic properties of metal nanoparticles stabilized in mesoporous matrices, showed promising applications of these systems in the reactions of selective oxidation and hydrogenation, which are intermediate stages in the synthesis of precursors of vitamins and medicines. In order to solve environmental problems nanocatalysts were investigated in the processes of oxidative degradation of phenol and reducing nitrate denitrification for sewage and natural waters purification.

каталитическое окисление фенолананокатализаторнаночастицаполимерная матрицасверхсшитый полистиролсинтезэкологияcatalytic oxidation of phenolnanocatalysisnanoparticlepolymer matrixhypercrosslinked polystyrenesynthesisecologyReferencesFendler J.H. Nanoparticles and Nanostructured Films: Preparation, Characterization and Applications. New-York: Wiley-VCH, 1998.Fendler J.H. Nanoparticles and Nanostructured Films: Preparation, Characterization and Applications. New-York: Wiley-VCH, 1998.Wieckowski A., Savinova E.R., Vayenas C.G. Catalysis and Electrocatalysis at Nanoparticle Surfaces, Inc. New York, N. Y., 2003.Wieckowski A., Savinova E.R., Vayenas C.G. Catalysis and Electrocatalysis at Nanoparticle Surfaces, Inc. New York, N. Y., 2003.Schmid G. Nanoparticles: From Theory to Application, Weinheim:Wiley-VCH Verlag GmbH & Co., 2004.Schmid G. Nanoparticles: From Theory to Application, Weinheim:Wiley-VCH Verlag GmbH & Co., 2004.Somorjai G.A., Contreras A.M., Montano M., Rioux R.M. // Proc. Nat. Acad. Sci. 2006. Vol.103. P. 10577.Somorjai G.A., Contreras A.M., Montano M., Rioux R.M. // Proc. Nat. Acad. Sci. 2006. Vol.103. P. 10577.Astruc D., Lu F., Aranzaes J.R. // Angew. Chem. Int. Ed. 2005. Vol.44. P. 7852.Astruc D., Lu F., Aranzaes J.R. // Angew. Chem. Int. Ed. 2005. Vol.44. P. 7852.Mueller C., Nijkamp M.G., Vogt D. // European Journal of Inorganic Chemistry. 2005. Vol. 20. P. 4011.Mueller C., Nijkamp M.G., Vogt D. // European Journal of Inorganic Chemistry. 2005. Vol. 20. P. 4011.Bronstein L.M. in: H.S. Nalwa (Ed.), Encyclopedia of Nanoscience and Nanotechnology, APS, Stevenson Ranch, CA, 2004. P. 193.Bronstein L.M. in: H.S. Nalwa (Ed.), Encyclopedia of Nanoscience and Nanotechnology, APS, Stevenson Ranch, CA, 2004. P. 193.Сеттерфилд Ч. Практический курс гетерогенного катализа. М.: Мир, 1984.Сеттерфилд Ч. Практический курс гетерогенного катализа. М.: Мир, 1984.Губин С.П., Юрков Г.Ю., Катаева Н.А. Наночастицы благородных металлов и материалы на их основе. М.: Мир, 2006.Губин С.П., Юрков Г.Ю., Катаева Н.А. Наночастицы благородных металлов и материалы на их основе. М.: Мир, 2006.Сергеев Г.Б. Нанохимия. М.: КДУ, 2007.Сергеев Г.Б. Нанохимия. М.: КДУ, 2007.Бронштейн Л.М., Сидоров С.Н., Валецкий П.М. // Успехи химии 2004. Т. 73. С. 542.Бронштейн Л.М., Сидоров С.Н., Валецкий П.М. // Успехи химии 2004. Т. 73. С. 542.Bronstein L.M., Matveeva V.G., Sulman E.M. Nanoparticulate Catalysts Based on Nanostructured Polymers in Nanoparticles and Catalysis (Ed. D. Astruc) Weinheim: Wiley-VCH, 2007.Bronstein L.M., Matveeva V.G., Sulman E.M. Nanoparticulate Catalysts Based on Nanostructured Polymers in Nanoparticles and Catalysis (Ed. D. Astruc) Weinheim: Wiley-VCH, 2007.Groeschel L., Haidar R., Beyer A., Reichert K.-H., Schomaecker R, // Catalysis Letters 2004. Vol. 95. P .67.Groeschel L., Haidar R., Beyer A., Reichert K.-H., Schomaecker R, // Catalysis Letters 2004. Vol. 95. P .67.Groeschel L., Haidar R., Beyer A., Coelfen H., B. Frank B., R. Schomaecker R. // Industrial & Engineering Chemistry Research. 2005. Vol..44. P.9064.Groeschel L., Haidar R., Beyer A., Coelfen H., B. Frank B., R. Schomaecker R. // Industrial & Engineering Chemistry Research. 2005. Vol..44. P.9064.Liu Z., Wang X, Wu H., Li C. // J. Colloid Interface Sci. 2005. Vol..87. P. 604.Liu Z., Wang X, Wu H., Li C. // J. Colloid Interface Sci. 2005. Vol..87. P. 604.Tsyurupa M.P., Davankov V.A. // J. Polym. Sci.: Polym. Chem. Ed. 1980. Vol. 1. P.1399.Tsyurupa M.P., Davankov V.A. // J. Polym. Sci.: Polym. Chem. Ed. 1980. Vol. 1. P.1399.Davankov V.A., Tsyurupa M.P. // React. Polym. 1990. Vol. 13. P. 27.Davankov V.A., Tsyurupa M.P. // React. Polym. 1990. Vol. 13. P. 27.Пастухов А.В. Физико-химические свойства и структурная подвижность сверхсшитых полистиролов. Автореф. … дис. степени докт. хим. наук. М.: ИНЭОС РАН, 2009.Пастухов А.В. Физико-химические свойства и структурная подвижность сверхсшитых полистиролов. Автореф. … дис. степени докт. хим. наук. М.: ИНЭОС РАН, 2009.Крылов О.В. Гетерогенный катализ. М.: Академкнига, 2004.Крылов О.В. Гетерогенный катализ. М.: Академкнига, 2004.Bonrath W., Eggersdorfer M., Netscher T. // Catalysis Today. 2007. Vol. 121. P. 45.Bonrath W., Eggersdorfer M., Netscher T. // Catalysis Today. 2007. Vol. 121. P. 45.Клабуновский Е.И. // Успехи химии. 1996. Т. 65. С. 350.Клабуновский Е.И. // Успехи химии. 1996. Т. 65. С. 350.Kagan H.B., Dang T.-P. // J. Am. Chem. Soc. 1972. Vol. 94. № 18. P. 6429.Kagan H.B., Dang T.-P. // J. Am. Chem. Soc. 1972. Vol. 94. № 18. P. 6429.Noyori, R. Stereocontrolled Organic Synthesis. Ed., Oxford: Blackwell Scientific Publications, 1994.Noyori, R. Stereocontrolled Organic Synthesis. Ed., Oxford: Blackwell Scientific Publications, 1994.Karski, S., Paryjczak T., I. Witonska I. // Kinetics and Catalysis. 2003. Vol. 44. P. 618.Karski, S., Paryjczak T., I. Witonska I. // Kinetics and Catalysis. 2003. Vol. 44. P. 618.Broennimann C., Bodnar Z., Aeschimann R., Mallat T., Baiker A. // J. Catal. 1996. Vol. 16. P. 720.Broennimann C., Bodnar Z., Aeschimann R., Mallat T., Baiker A. // J. Catal. 1996. Vol. 16. P. 720.Besson M., Gallezot P. // Catal. Today. 2003. Vol. 81. P. 547.Besson M., Gallezot P. // Catal. Today. 2003. Vol. 81. P. 547.Sidorov S., Volkov I., Davankov V. et al. // J. Am. Chem. Soc. 2001/ Vol. 123. P. 10502.Sidorov S., Volkov I., Davankov V. et al. // J. Am. Chem. Soc. 2001/ Vol. 123. P. 10502.Bronstein L., Goerigk G., Kostylev M. et al. // J. Phys. Chem. B 2004. Vol. 108. P. 18234.Bronstein L., Goerigk G., Kostylev M. et al. // J. Phys. Chem. B 2004. Vol. 108. P. 18234.Doluda V.Y., Sulman E.M., Sulman M.G. et al. // Chemical Engineering Journal. 2007. Vol. 134. P. 256.Doluda V.Y., Sulman E.M., Sulman M.G. et al. // Chemical Engineering Journal. 2007. Vol. 134. P. 256.Sulman E.M., Matveeva V.G., Doluda V.Y., Sidorov A.I., Lakina N.V., Bykov A.V., Sulman M.G., Valetsky P.M., Kustov L.M. et al. // Journal of Applied Catalysis B: Enviromental. 2010. Vol. 94. P. 200.Sulman E.M., Matveeva V.G., Doluda V.Y., Sidorov A.I., Lakina N.V., Bykov A.V., Sulman M.G., Valetsky P.M., Kustov L.M. et al. // Journal of Applied Catalysis B: Enviromental. 2010. Vol. 94. P. 200.Beamish F.E. The analytical chemistry of the noble metals, Oxford, London, Edinburgh, New York, Toronto, Paris, Frankfurt, 1966.Beamish F.E. The analytical chemistry of the noble metals, Oxford, London, Edinburgh, New York, Toronto, Paris, Frankfurt, 1966.Гинзбург С.И., Езерская Н.А., Прокофьева И.В., Федоренко Н.В., Шленская В.И., Бельский Н.К. Аналитическая химия платиновых металлов. М.: Наука, 1972.Гинзбург С.И., Езерская Н.А., Прокофьева И.В., Федоренко Н.В., Шленская В.И., Бельский Н.К. Аналитическая химия платиновых металлов. М.: Наука, 1972.Sulman E., Doluda V., Dzwigaj S. et al. // Journal of Molecular Catalysis A: Chemical. 2007. Vol. 278. P. 112.Sulman E., Doluda V., Dzwigaj S. et al. // Journal of Molecular Catalysis A: Chemical. 2007. Vol. 278. P. 112.Mallat T., Baiker A. // Chem. Rev. 2004. Vol. 104. P. 3037.Mallat T., Baiker A. // Chem. Rev. 2004. Vol. 104. P. 3037.Шнайдман Л.О. Производство витаминов. М.: Пищевая промышленность, 1973.Шнайдман Л.О. Производство витаминов. М.: Пищевая промышленность, 1973.Березовский В.М. Химия витаминов., Пищевая промышленность, Москва, 1973.Березовский В.М. Химия витаминов., Пищевая промышленность, Москва, 1973.Матвеева В.Г., Сульман Э.М., Сульман М.Г. // Катализ в промышленности. 2002. № 5. С. 50.Матвеева В.Г., Сульман Э.М., Сульман М.Г. // Катализ в промышленности. 2002. № 5. С. 50.Comotti,M., Della Pina C., Falletta E., Rossi M. // J.Catal. 2006. Vol. 244. P. 122.Comotti,M., Della Pina C., Falletta E., Rossi M. // J.Catal. 2006. Vol. 244. P. 122.Кочетков Н.К., Бочко А.Ф., Дмитриев Б.А. и др. Химия углеводов. М.: Химия, 1967.Кочетков Н.К., Бочко А.Ф., Дмитриев Б.А. и др. Химия углеводов. М.: Химия, 1967.Голодец И. Гетерогенно-каталитическое окисление органических веществ. Киев: Наукова думка, 1978.Голодец И. Гетерогенно-каталитическое окисление органических веществ. Киев: Наукова думка, 1978.Сергеев Г.Б. // Рос. хим. ж. (Ж. Рос. хим. об-ва им. Д.И.Менделеева). 2002. Т. XLVI. № 5. С.Сергеев Г.Б. // Рос. хим. ж. (Ж. Рос. хим. об-ва им. Д.И.Менделеева). 2002. Т. XLVI. № 5. С.Бухтияров В.И., Слинько М.Г. // Успехи химии. 2001. T. 70. № 2. С. 167.Бухтияров В.И., Слинько М.Г. // Успехи химии. 2001. T. 70. № 2. С. 167.Mercier C., Chabardes P. // Pure & Appl. Chem. 1994. Vol. 66. P. 1509.Mercier C., Chabardes P. // Pure & Appl. Chem. 1994. Vol. 66. P. 1509.Пак А.М., Сокольский Д.В. Селективное гидрирование непредельных оксосоединений. Алма-Ата: Наука, 1983.Пак А.М., Сокольский Д.В. Селективное гидрирование непредельных оксосоединений. Алма-Ата: Наука, 1983.Sulman E.M. // Rus. Chem. Rev. 1994. № 63. P. 923.Sulman E.M. // Rus. Chem. Rev. 1994. № 63. P. 923.Новиков Ю.В. Экология, окружающая среда и человек. М.: Фаир, 1999Новиков Ю.В. Экология, окружающая среда и человек. М.: Фаир, 1999Chen C.Y., Lu C.L. // Sci. Total Environ. 2002. Vol. 289. № 1-3. P. 123.Chen C.Y., Lu C.L. // Sci. Total Environ. 2002. Vol. 289. № 1-3. P. 123.СанПиН 2.1.4.1074-01. Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству воды централизованных систем питьевого водоснабжения. Контроль качества. М: Министерство здравоохранения РФ, 2001.СанПиН 2.1.4.1074-01. Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству воды централизованных систем питьевого водоснабжения. Контроль качества. М: Министерство здравоохранения РФ, 2001.Демедюк В.И., Ткаченко С.Н., Махов Е.А. и др. // Катализ в промышленности. 2003. № 6. С. 42.Демедюк В.И., Ткаченко С.Н., Махов Е.А. и др. // Катализ в промышленности. 2003. № 6. С. 42.Wu Qiang, Hu Xijun, Yue Po-lock // Chemical Engeneering Science. 2003. № 58. C. 923.Wu Qiang, Hu Xijun, Yue Po-lock // Chemical Engeneering Science. 2003. № 58. C. 923.Rogers K. R. и др. Eletrochemica Acta. 2000. № 45. С. 4373.Rogers K. R. и др. Eletrochemica Acta. 2000. № 45. С. 4373.Keisuke Ikehata, James A. // Biotechnol. Prog. 2000. № 16. С. 533.Keisuke Ikehata, James A. // Biotechnol. Prog. 2000. № 16. С. 533.Давыденко Т.И. Прикладная биохимия и микробиология. 2004. № 6. С. 625.Давыденко Т.И. Прикладная биохимия и микробиология. 2004. № 6. С. 625.Shin-Cheng Tzeng, Yeuk-Chueng Liu // Journal of Molecular Catalisis B: Enzymatic. 2004. № 32. С. 7.Shin-Cheng Tzeng, Yeuk-Chueng Liu // Journal of Molecular Catalisis B: Enzymatic. 2004. № 32. С. 7.Qiang Wu, Xijun Hu, Po-lock Yue // Chemical Engeneering Science. 2003. № 58. C. 923.Qiang Wu, Xijun Hu, Po-lock Yue // Chemical Engeneering Science. 2003. № 58. C. 923.Quintanilla A., Casas J., Zazo J., Mohedano A., Rodrigues F. // J. Applied Catalysis B: Enviromental. 2006. № 62. С. 115.Quintanilla A., Casas J., Zazo J., Mohedano A., Rodrigues F. // J. Applied Catalysis B: Enviromental. 2006. № 62. С. 115.Таран О.П., Полянская Е.М., Огородникова О.Л. и др. // Катализ в промышленности. 2010. № 6. С. 48.Таран О.П., Полянская Е.М., Огородникова О.Л. и др. // Катализ в промышленности. 2010. № 6. С. 48.Herrerias C. I., Zhang T.Y., Li C.J. // Tetrahedron letters. 2006. № 47. С. 13.Herrerias C. I., Zhang T.Y., Li C.J. // Tetrahedron letters. 2006. № 47. С. 13.Massa P., Ivorra F., Haure P. // Catalysis Letters. 2005. № 101. C. 201.Massa P., Ivorra F., Haure P. // Catalysis Letters. 2005. № 101. C. 201.Srinivas D., Sivasanker S. // Catalysis surveys from Asia. 2003. № 7. С. 121.Srinivas D., Sivasanker S. // Catalysis surveys from Asia. 2003. № 7. С. 121.Santos A., Yustos P., Quintanilla A. // Topicsin Catalysis. 2005. № 33. C. 191.Santos A., Yustos P., Quintanilla A. // Topicsin Catalysis. 2005. № 33. C. 191.Марри Р., Греннер Д., Мейес П. Биохимия человека. М.: Мир, 2004.Марри Р., Греннер Д., Мейес П. Биохимия человека. М.: Мир, 2004.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.