Лаборатория окислительного катализа
Лаборатория окислительного катализа была организована в 2011 г. Заведующим лабораторией назначен академик НАЕН РК, доктор химических наук, профессор Досумов Кусман Досумович.
Заведующий лабораторией
академик НАЕН РК, доктор химических наук, профессор
Досумов Кусман Досумович
Основные направления научной деятельности лаборатории
Основное направление научных исследований лаборатории окислительного катализа – создание теоретических основ действия низкопроцентных нанофазных катализаторов в реакциях парциального окисления легких углеводородов и управление их реакционной способностью как основы создания новых наукоемких технологий. Разработка новых составов и методов приготовления многокомпонентных низкопроцентных катализаторов, освоение технологии их приготовления, укрупненные и опытно-промышленные испытания в реальных газовых смесях и их внедрение в промышленном масштабе.
В фундаментальном плане проводятся исследования, представляющие значение для развития современных представлений катализа. Разрабатывается теория приготовления катализаторов, теоретические предпосылки для создания научных основ каталитического действия на основе кластерного подхода, определения состава и строения активных центров, повышения селективности процесса и выхода целевого продукта, создание безотходных технологий, новые процессы и реакции.
В практическом плане значительное внимание уделено использованию природных и сопутствующих нефти газов (С1–С4 углеводородов) для производства промышленно важных товарных продуктов – этилена, пропилена, метанола, водорода, синтез-газа, ароматических углеводородов и др., что является актуальной проблемой современной газохимии.
К новым реакциям, разрабатываемым в лаборатории, относятся новые одностадийные, прямые каталитические синтезы различных товарных продуктов на основе С1–С4 - алканов, являющихся мало реакционноспособными, переработка биоэтанола в этилен и ароматические углеводороды, а также получение душистых веществ и полупродуктов синтеза витаминов А и Е.
Основные виды выполняемых работ
- Разработка технологий синтеза новых материалов каталитической переработки нефти, нефтепродуктов и углеводородсодержащих газов;
- Научные аспекты создания композиционных материалов с заданными каталитическими свойствами для переработки легких углеводородов;
- Разработка новых систем с заданными каталитическими свойствами для конверсии метана в синтез-газ и этилен;
Катализаторы и технологии превращения биоэтанола в олефины и ароматические углеводороды;
Дизайн наноструктурированных каталитических систем для превращения метана в диметиловый эфир;
Научные аспекты формирования архитектуры композиционных материалов для три- риформинга природного газа метана;
Разработка каталитической технологии непрерывного способа получения душистых веществ;
Основное оборудование лаборатории
Изучение каталитической активности разработанных композиционных материалов в исследуемых процессах проводится на современной проточно-каталитической установке ПКУ-1. Установка состоит из трех основных частей - подготовка исходной газовой смеси, каталитический кварцевый реактор проточного типа и хроматограф для анализа газов. Управление составом и расходом исходных реагирующих смесей, регулирование температуры реактора, испарителя, запуск анализов осуществляется через программное обеспечение. Продукты реакции идентифицируются хроматографически на приборе "ХРОМОС ГХ-1000".
Проточно-каталитическая установка ПКУ-1
В лаборатории запущена установка УСГА – 101, которая предназначена для анализа твердых материалов, в частности, сорбентов, носителей, катализаторов методом хемосорбции специфических молекул-зондов NH3, CO2, Н2, О2 и др. По результатам анализа могут быть определены количество и сила кислотных (основных) центров, рассчитаны энергии активации десорбции, определены температуры окисления или восстановления частиц на поверхности носителя и другие характеристики.
Анализатор хемосорбции, УСГА -101
Налажена работа каталитической установки высокого давления ПКУ-2ВД, предназначенной для тестирования гетерогенных катализаторов в различных процессах при давлениях до 30 атмосфер, в том числе ASTM-3907, алкилирования, изомеризации, ароматизации, гидроочистки, гидрирования, дегидрирования.
Автоматизированная каталитическая установка высокого давления ПКУ-2ВД
Коллектив лаборатории окислительного катализа
Кадровый состав лаборатории – 2 доктора наук, 5 кандидатов наук, 1 PhD доктор, 4 младших сотрудника, 1 PhD докторант и 2 магистранта. 4 сотрудника лаборатории прошли научную стажировку в исследовательских институтах Японии, Финляндии, Италии и Франции. 2 сотрудника имеют двойные дипломы Магистратуры (Казахстан-Россия).
Налаживание работы установки высокого давления ПКУ-2ВД. Сотрудники - ведущий инженер Тулибаев Е.М.,
к.х.н., ведущий научный сотрудник Ергазиева Г.Е.
и PhD докторант Тайрабекова С.Ж.
PhD-доктор Мылтыкбаева Л.К. и
младший научный сотрудник Тельбаева М.М.
проводят экспериментальные работы
Международное сотрудничество
Лаборатория окислительного катализа имеет широкие международные научные связи с научными организациями России, Узбекистана, Белоруссии, Украины, в т. ч. со следующими организациями:
Columbia University, Earth and Environmental Engineering Department, New York, USA (Prof. Robert Farrauto); Iowa State University of Science and Technology, Department of Agricultural and Biosystems Engineering, IA, USA (Prof. Jacek Koziel); BASF Catalysis LLC, NJ, USA (Patrick L. Burk); Saitama University, Graduate School of Science & Engineering, Saitama, Japan (Associate Prof. Hideki Kurokawa); Abo Akademi University, (Prof. Dmitry Yu. MurzinInstitute of Catalysis, Bulgarian Academy of Sciences, Bulgaria (Prof. Slavcho Rakovsky); Институт катализа им. Г.К. Борескова СО РАН, Россия г. Новосибирск (д.х.н, член-корр. РАН, проф. Исмагилов З.Р); Институт физической химии им. Л.В. Писаржевского НАН Украины, г. Киев (д.х.н., чл-корр. НАН Украины, проф. Орлик С.Н. и д.х.н Соловьев С.А.).
Роль международного сотрудничества заключается в обмене информацией в ходе осуществления проекта, консультациях, совместных публикациях, участии в рабочих семинарах, обмене опытом, предоставлении отзывов по выполнению программы проекта, оформлении совместных патентов и др.
С 2011 года в лаборатории проведены научно-исследовательские работы по 8 проектам. Результаты исследований опубликованы в 45 журналах: из них 5 статей в журналах с высоким импакт фактором (Faraday Discussions, Theoretical and Experimental Chemistry, С и др.), а также более 60 тезисов в сборниках Международных симпозиумов.
Коллектив лаборатории