Силикагели являются пористыми материалами, находящими широкое применение как в промышленности, так и в быту. Отечественные производители выпускают шариковые и порошковые силикагели, однако ряд областей применения силикагелей полностью зависит от импорта. Поэтому требуется разработка технологий их приготовления, внедрение которых позволило бы провести замену импортных силикагелей. Описаны способы улучшения свойств шариковых силикагелей и новые решения к получению, в том числе порошковых силикагелей, а также силикагелей с упорядоченной пористой структурой. Предложено использование дешевого сырья для их приготовления, в частности промышленных отходов алюминиевой промышленности – сиштофа, а также дешевого природного материала – диатомита. Показано, что за счет регулирования параметров осаждения и формирования структуры оксида кремния возможно приготовление силикагелей с широким диапазоном характеристик пористой структуры, что позволяет их использовать в различных областях.

В данной работе представлены результаты ресурсных испытаний цеолитсодержащих кобальтовых катализаторов синтеза Фишера – Тропша в реакторных трубах, сопоставимых по размеру с применяемыми в промышленных реакторах. За время ресурсных испытаний (3000 ч) активность катализатора снизилась на 13 %. Показано, что дезактивация цеолитсодержащего кобальтового катализатора происходит вследствие агломерации кластеров кобальта, а также образования аморфного углерода на их поверхности. Предложены 1 способ снижения скорости дезактивации катализатора и 2 способа регенерации катализатора. Показано, что метод окислительно-восстановительной регенерации цеолитсодержащих кобальтовых катализаторов позволяет восстановить 98 % исходной активности.

Проведены исследования реакции изомеризации гептана и гексана и их смесей в присутствии катализаторов Pt/WO₃-ZrO₂ с содержанием оксида вольфрама 10–35 мас.%. Показано, что наилучшие показатели реакции изомеризации смеси С₆–С₇-алканов достигаются на катализаторах с содержанием WO₃ 15–20 мас.%. По данным термодесорбции аммиака, для этого диапазона содержания оксида вольфрама характерно увеличение числа кислотных центров, которое, по данным ИК-спектроскопии адсорбированных молекул СО, протекает в основном при увеличении кислотных центров бренстедовского типа.

Твердофазный синтез модельных алюмо-молибденовых (Al-Mo) и алюмо-никель-молибденовых (Al-Ni-Mo) композиций, входящих в состав катализаторов метатезиса пропилена, был проведен в условиях механического воздействия. Строение модельных Al-Mo- и Al-Ni-Mo-композиций было изучено методами рентгенофазового анализа, просвечивающей электронной микроскопии высокого разрешения, инфракрасной спектроскопии и электронной спектроскопии диффузного отражения (ЭСДО). Методом ЭСДО показано наличие в модельных Al-Ni-Mo-композициях изолированных мономерных и олигомерных молибдатных соединений. Были получены гранулированные катализаторы метатезиса путем формования модельных Al-Mo- и Al-Ni-Mo-композиций с гидроксидом алюминия с последующим прокаливанием. Показано, что наиболее активным в реакции метатезиса пропилена является алюмо-молибденовый катализатор, содержащий 2,6 мас.% Ni, 13,0 мас.% Mo и 32,7 мас.% Al. При температуре процесса 200 °С, давлении 0,1 МПа, массовой скорости подачи пропилена 1 ч^–1 степень превращения пропилена на данном катализаторе достигает 33,7 %, что позволяет говорить о перспективах его практического применения. При этом в составе продуктов реакции массовая доля этилена составляет 17,5 %, бутенов – 71,3 %.

Рассмотрены представления о влиянии процессов адсорбции компонентов реакционной среды на селективное гидрирование ацетилена в этилен под действием нанесенных палладиевых катализаторов. Показана роль твердых растворов внедрения углерода и водорода в палладии, образующихся при контакте катализатора с реакционной средой, на протекание массообменных процессов между поверхностью и подповерхностным слоем активного компонента. Соотношение активационных барьеров для процессов десорбции/адсорбции этилена, которое определяет селективность гидрирования ацетилена, может меняться в зависимости от структуры наночастиц палладия и его электронного состояния. При этом изменения в электронном состоянии влияют на энергию активированной десорбции этилена с частиц палладия, а особенности их строения определяют энергию активированной адсорбции и последующее гидрирование этилена в этан.

Синтезированы два образца композитов TiO₂ /Cr₂O₃ в виде гранул сферической формы, полученных путем стадийной термической обработки ионообменных смол, предварительно насыщенных катионами хрома Cr³⁺ и дихромат-анионами Cr₂O₇^2– и покрытых пленкообразующим раствором на основе диоксида титана. Температурные режимы термической обработки устанавливались на основании термического анализа и определялись видом ионообменной смолы, которая была выбрана в качестве темплата. Полученные композиты состоят в основном из фазы α-Cr₂O₃, содержание фазы TiO₂ составляет не более 4 %. Композиты повторяют сферическую форму зерен исходных ионообменных смол размером от 370 до 660 мкм. Гранулы образца на основе катионита, адсорбирующего ионы Cr³⁺, имеют пористую структуру с утолщениями и полостями. Гранулы образца на основе анионита имеют изломы и трещины по всей поверхности, что обусловлено неравномерным распределением адсорбированных анионов Cr₂O₇^2– в исходном анионите. Композиты проявляют каталитическую активность в реакции полного окисления п-ксилола. Образец на основе катионита более активен. Вероятно, это связано с меньшей доступной удельной поверхностью диоксида титана в образце на основе анионита за счет образования твердого раствора Ti³⁺ в α-Cr₂O₃.

Моделирование нативных ферментов с целью механистического объяснения катализируемых ими реакций и эффективности катализаторов, развивается день ото дня. Большинство металлоэнзимов способны активировать молекулярный кислород благодаря присутствию ионов металлов. Среди них катехолоксидаза – металлофермент на основе меди, который является катализатором окислительной реакции получения орто-хинонов из катехола. Кроме того, превращение катехола в орто-хиноны представляет собой важный метод определения гормонально-активных катехоламинов, таких как адреналин, норадреналин и дофа. Тем не менее, использование нативных ферментов обходится очень дорого, и использование биомиметических моделей может быть лучшей альтернативой. Этот обзор дает обобщенное представление о некоторых из широко используемых методов моделирования и их успешном применении. Помимо этого, мы дали краткое объяснение взаимосвязи структуры и активности, кинетики каталитического окисления субстрата и влияния различных внешних факторов (таких, как рН, температура и т. д.) на каталитический цикл.

Изучена возможность использования катализатора (SO₃H–C, PO₄H₂–C) на основе кислоты и углерода, приготовленного из кожуры маниоки, для получения биодизельного топлива из отработанного растительного масла. Активность катализатора тестировали в автоклаве с использованием масла и спирта, взятых в трех разных соотношениях (1 : 3, 1 : 5 и 1 : 7) при четырех различных температурах (в диапазоне 50–80°C) в течение 4 ч. Для выяснения эффективности применения спирта использовали метанол (CH₃OH) и этанол (C₂H₅OH). Показано, что большее количество спирта (масло : спирт = 1 : 7) обеспечивало, как правило, более высокий выход биодизельного топлива по сравнению с другими соотношениями реагентов. Выход биодизельного топлива во всех реакционных системах увеличивался также с повышением температуры. Катализатор на основе углерода, модифицированного серной кислотой, показал самый высокий выход ~ 90 %, который был достигнут при 80 °C с использованием масла и спирта в соотношении 1 : 7. Реакции с метанолом давали лучшие выходы, чем реакции с этанолом, где наблюдались значительные различия как по температуре, так и по соотношениям реагентов. Катализаторы были охарактеризованы с помощью инфракрасной Фурье-спектроскопии, порошковой рентгеновской дифракции, определения площади поверхности и объема пор. Полученный катализатор представляет интерес, поскольку он экологически чистый, нетоксичный и синтезирован с использованием отходов кожуры маниоки.