Проведена разработка высокоселективных каталитических систем на основе полимерных пористых носителей, иммобилизованных ионными жидкостями, содержащих акцепторные и донорные заместители, а также различные анионы. Изучено их влияние на активность катализаторов в реакции диспропорционирования трихлорсилана. Показано, что каталитическая активность систем на основе N-метокси-4-метилимидазола с различными противоионами уменьшается с ростом химической активности анионов от йода к фтору.

Гетерогенный, регенерируемый, экологически безопасный катализатор на основе трихлорида висмута, нанесенного на графит, был разработан и применен для получения β-енаминонов из аминов с использованием тетрагидрофурана (ТГФ) в качестве растворителя при температуре 66 °C. Было показано, что он обеспечил высокие выходы и проявил себя в качестве эффективного катализатора для получения названных соединений. Кроме того, его можно без усилий извлекать из реакционной системы и использовать повторно с минимальной потерей активности.

Исследована реакция присоединения трет-додецилмеркаптана к октену-1 в присутствии гетерогенного катализатора на основе оксида меди (I) и водного раствора щелочи, подтверждено образование органических сульфидов. Установлен первый порядок реакции по трет-додецимеркаптану и гидроксиду калия. Изучено влияние природы и концентрации водных растворов щелочей. Рассчитаны кажущаяся энергия активации, равная 9,24±0,55 кДж/моль, и предэкспоненциальный множитель, равный 0,576±0,035 мин–1. На лабораторной установке непрерывного действия подтверждена возможность проведения демеркаптанизации прямогонной керосиновой фракции на основе исследуемой реакции.

Изучено влияние способа приготовления бифункциональных кобальтовых катализаторов с цеолитом HZSM-5 и связующим бемитом на каталитические показатели в синтезе Фишера – Тропша. Полученные катализаторы охарактеризованы методами БЭТ, РФА, ЭДА, СЭМ, ПЭМ, ТПД H2 и ТПД NH3 и исследованы в синтезе углеводородов при давлении 2,0 МПа, температуре 240 °С, объемной скорости газа 1000 ч–1. Показана возможность управления углеводородным и фракционным составом продуктов синтеза ФТ в зависимости от способа приготовления катализатора. Предложена перспективная композитная каталитическая система для одностадийного синтеза низкозастывающего дизельного топлива.

Транспортные средства, количество которых постоянно растет, выбрасывают в атмосферу токсичные вещества, ответственные за одну треть общего загрязнения воздуха. Основные загрязнители, выделяемые бензиновыми двигателями, — монооксид углерода (CO), несгоревшие углеводороды (HC) и оксиды азота (NOx). В связи этим необходимы строгие нормы, которые должны соблюдаться для контроля выбросов транспортных средств. Для выполнения этих стандартов широко используется трехходовой каталитический нейтрализатор (ТХКН), содержащий металлы платиновой группы (МПГ) в качестве катализатора, позволяющего снизить выбросы выхлопных газов. Из-за высокой стоимости МПГ и в связи со значительным прогрессом в методах приготовления оксидов металлов все бóльшую привлекательность приобретают металлооксидные катализаторы. Оксид марганца (MnOx) и оксид кобальта (CoOx) показали впечатляющие результаты в окислительно-восстановительных реакциях при более низкой температуре. Оксид марганца представляется подходящим кислородоаккумулирующим компонентом, а оксид кобальта проявляет превосходную каталитическую активность при окислении HC и CO. Поэтому данные катализаторы привлекают внимание исследователей. В настоящей работе оцениваются перспективы использования MnOx и CoOx в качестве катализаторов для ТХКН в отношении окислительно-восстановительных реакций CO, HC и NOx, а также по показателям кислородоаккумулирующей способности и значениям температуры T50. Установлено, что CoOx и MnOx как недорогие металлооксидные катализаторы имеют хорошие шансы заменить благородные металлы в ТХКН.

Исследован процесс гидролиза-восстановления гемицеллюлозы арабиногалактан в многоатомные спирты арабитол и галактитол, широко применяемые в пищевой и фармацевтической отраслях промышленности. Показана возможность использования в данном процессе бифункционального катализатора на основе высокодисперсного рутения, нанесенного на цезиевую соль кремний-вольфрамовой гетерополикислоты, Ru/Cs3HSiW12O40. Для проведения исследований были приготовлены катализаторы с различным содержанием рутения (0,3; 0,6 и 1 мас.%). Приготовленные катализаторы, а также их носитель Cs3HSiW12O40 исследованы физико-химическими методами (низкотемпературная адсорбция азота, ИК-спектроскопия, РФА, ПЭМ). Исследовано влияние на выходы целевых продуктов температуры и соотношения субстрат : катализатор, а также содержания рутения в катализаторе. Установлено, что наибольшие выходы целевых продуктов достигаются при содержании металла 0,6 мас.% и одинаковой массовой загрузке катализатора и субстрата (соотношение 1 : 1). При температуре 200 °C арабитол и галактитол могут быть получены с выходами до 12 и 48 % за 2 ч реакции в присутствии катализатора состава 0,6%Ru/Cs3HSiW12O40.

Проведены исследования процессов низкотемпературного ферментативного синтеза сложных эфиров в неводных средах органических растворителей с участием гетерогенных биокатализаторов, приготовленных путем адсорбционной иммобилизации рекомбинантной липазы из Thermomyces lanuginosus (продуцент Pichia pastoris) на макропористом углеродном аэрогеле. Для проведения реакции этерификации использовали индивидуальные органические растворители, различающиеся полярностью, такие как неполярные (lоgP > 2,5): гексадекан, гексан и толуол, и полярные (lоgP < 1): диэтиловый эфир, трет-бутанол и ацетон, а также их бинарные смеси различного состава, например гексана с диэтиловым эфиром состава 1 : (1/5÷3, об.ч.). Были проведены сравнительные исследования влияния природы растворителя и сорастворителя на свойства приготовленных биокатализаторов, такие как ферментативная активность и операционная стабильность, в периодическом процессе этерификации гептановой кислоты (С7:0) спиртами, такими как полярные субстраты – этанол и н-бутанол, а также неполярные спирты – н-октанол и н-гексадеканол. Было обнаружено, что активность приготовленных биокатализаторов в значительной мере зависела как от полярности используемых для реакции растворителей, так и спиртов-субстратов. Максимальное значение активности, равное 400 ЕА·г–1, наблюдалось в среде неполярного и невязкого гексана (lоgP = 2,9), минимальное, 4 ЕА·г–1, – в ацетоне (lоgP = 0,4); этерификация гептановой кислоты в присутствии трет-бутанола (lоgP = 0,6) практически не протекала. Было обнаружено, что активность биокатализаторов немонотонно зависит от величины lоgP индивидуального растворителя. В бинарных смесях органических растворителей, таких как гексан/диэтиловый эфир, биокаталитическая активность линейно возрастала с увеличением lоgPсмеси, кроме того биокатализаторы обладали максимальной операционной стабильностью.