Наука и технологии |
КАТАЛИЗ: ТЕОРИЯ И ПРАКТИКА01.08.07
Принцип всеобъемлющего охвата проблем катализа – от научных основ предвидения каталитического действия, приготовления катализаторов до расчета контактных аппаратов и промышленной реализации каталитических процессов – был положен Г. К. Боресковым в основу при организации в 1958 г. Института катализа СО АН СССР. Для науки и практики катализа основополагающее значение сыграло последовательное развитие Г. К. Боресковым представлений о катализе как о сугубо химическом явлении, в котором решающую роль играют промежуточные химические взаимодействия реактантов и катализаторов. Вся конференция прошла под знаком развития идей Борескова и его последователей. О науке, называемой катализом, казалось, было сказано все: с чего начиналась, как развивался катализ, каковы самые горячие его точки, проблемы, требующие решения. Состоялся серьезный разговор о том, что наука может сегодня предложить производству.
По-прежнему среди первоочередных проблем – селективность и стабильность катализаторов, установление связи между структурой активного центра и селективностью, структурой активного центра и стабильностью катализатора. Как всегда на подобных сборах, во весь голос прозвучала экологическая тема. Особо подчеркивалось, что вновь создаваемые технологии переработки природных ресурсов должны быть максимально дружественны по отношению к окружающей среде.
– Конференция была весьма успешной в научном плане, – рассказывает доктор химических наук Геннадий Панов (Институт катализа СО РАН, Новосибирск). – Очень хорошо продуман подбор пленарных лекций, многие из которых произвели на участников большое впечатление. Конференцию открыл акад. В. Пармон, который прочел вступительную лекцию, посвященную жизни и творчеству акад. Г. К. Борескова. Научная часть конференции началась лекцией проф. A. Белла (США, президент Международного конгресса по катализу, почетный доктор СО РАН,), посвященной фундаментальным вопросам науки о катализе. В лекции был дан широкий охват современных проблем и продемонстрированы успешные примеры, когда объединение квантово-химических подходов с экспериментальными исследованиями позволяет достичь успешных результатов. Проф. Грасселли (США), признанный в мире патриарх в области окислительного катализа, представил основные закономерности, сформулированные им на основе результатов, полученных в различных лабораториях мира в последние 30-40 лет. Его обобщения во многом перекликаются с идеями, высказанными ранее Г. К. Боресковым. Проф. Ф. Шют (ФРГ) изложил новые принципы синтеза нанесенных катализаторов, благодаря которым каждую нанодисперсную частицу активного металла удается окружить ажурной клеткой инертного материала, как бы помещая ее в пустую скорлупу яйца. Эта «скорлупа», с одной стороны, обеспечивает хороший доступ реагирующих молекул к активным частицам металла, а с другой, предотвращает их спекание. Особенно впечатляет пример с частицами золота, которые сохраняют размер 2-3 нанометра при нагревании до 800 градусов Цельсия. Это фантастически высокая температура для подобных систем. Лекция профессора Мисоно (Япония, президент Всемирного конгресса по окислительному катализу) в значительной мере была посвящена формулировке принципов, которых придерживается правительство Японии для стимулирования разработки новых технологий, обеспечивающих минимальное воздействие человека на окружающую среду. Эффективность этой идеи проиллюстрирована рядом ярких примеров, основанных на создании и успешном внедрении в промышленность высокоэффективных катализаторов. Прекрасную лекцию прочел проф. Ю. Матрос, соавтор Г. К. Борескова в 1970-1980 гг. по созданию принципиально нового типа каталитических процессов, основанных на нестационарном режиме их проведения. (В настоящее время Ю. Матрос – президент фирмы «Matrostech», USA). В лекции был подведен итог применения этой технологии в промышленности разных стран мира в течение нескольких последних десятилетий. Конференция показала, что основополагающие идеи, высказанные в свое время Г. К. Боресковым (они были сформулированы во вступительной лекции академика В. Пармона), во многом сохранили актуальность. В своей пленарной лекции я попытался показать развитие этих идей в работах Института катализа, которое подводит нас к необходимости пересмотра некоторых общепринятых положений в современной концепции катализа. Помимо пленарных, на конференции было представлено 18 ключевых лекций, прочитанных ведущими учеными многих стран мира, среди которых проф. Векхюзен (Нидерланды), Кортес (Испания), Лихолобов (Россия, Омск), Канн Ли (Китай), Лакруа (Франция), Витко (Польша), Уэда (Япония), Пармалиана (Италия) и, конечно, ведущих ученых нашего института: А. Носкова, В. Захарова и З. Исмагилова, а также бывшего нашего сотрудника, ныне проф. Вашингтонского университета Г. Яблонского. Столь представительное «созвездие» известных в катализе имен можно встретить лишь на немногих самых крупных международных конференциях. Это говорит о широком признании научных трудов Г. К. Борескова, а также о большом международном авторитете Института катализа, носящего его имя. В беседе с участниками форума становится очевидным, на что направляются сегодня основные усилия ученых, каков он, современный катализ и его составляющие: Зинфер Исмагилов, доктор химических наук, профессор, – Современный катализ – это прежде всего исследования на атомно-молекулярном уровне. Во многих интереснейших лекциях убедительно показано, что успешное продвижение к устойчивому развитию через создание новых эффективных катализаторов и постепенный переход к «зеленой химии» достигается только путем фундаментального изучения механизмов каталитических реакций. Соответственно, зная их законы, можно конструировать, создавать новые катализаторы как для существующих процессов, так и разрабатывать новые процессы для синтеза принципиально новых веществ. Профессор Мисоно на примере двух катализаторов это и продемонстрировал – как поэтапно они создаются, оптимизируется состав, как, наконец, выходят катализаторы на реальные промышленные процессы. Одно из заметных достоинств конференции – прослеживание динамики научной деятельности от получения знаний до выхода на практику, дискуссии о том, как оптимально вкладывать средства и время для реализации результатов исследований ученых. В зале присутствовали представители многих западных фирм и российских катализаторных производств, как никто другой заинтересованные в новых высокоэффективных катализаторах. Особое восхищение вызывает сессия стендовых докладов. Во-первых, ни одного пустого стенда, а, во-вторых, необычайно высокая активность и молодых и, скажем, опытных ученых, непосредственные знакомства с авторами стендов и горячие дискуссии. Ольга Федорова, кандидат химических наук, – В Академгородке на конференции по катализу я второй раз. По специальности я не каталитик, а химик-органик. Но современной органической химии, похоже, сегодня без катализа не обойтись. Конкретно мы занимаемся разработкой стереоселективных методов синтеза, и катализу здесь отводится далеко не последняя роль. В настоящее время, следует заметить, многие фармацевтические фирмы собираются выпускать стереоселективные лекарственные препараты, так что нам, ученым, есть над чем поработать. И отрадно, что результаты, накопленные не одним поколением каталитиков, служат специалистам разных направлений. Особо перспективными считаются сегодня нанотехнологии, у них большое будущее. Мы, например, используем наноразмерные катализаторы для стереоселективного синтеза. А когда в одной точке сходятся катализ, органическая химия, нанотехнологии, можно ожидать очень и очень неплохих результатов. Юрий Матрос, доктор технических наук, США: – Несомненно, конференция будет способствовать улучшению ситуации во многих областях, так или иначе связанных с катализом. Очень хотелось бы, чтобы в России производились собственные отличные катализаторы, конкурентоспособные, не хуже, чем на Западе. Сегодня российские катализаторы не всегда удовлетворяют предъявляемым требованиям, особенно те, что работают на нефтехимию и нефтепереработку. Думаю, в ходе дискуссий легче будет разобраться в причинах, отчего это происходит, как устранить недостатки. И, прояснив ситуацию, предложить реальные варианты. Олег Крылов, профессор, г. Москва: – Современный катализ отличается использованием различных новейших физико-химических методов, широким фронтом исследований, размахом, поиском новых систем. На форуме были представлены сообщения о достижениях на разных «фронтах». Привлек внимание доклад доктора Макото Мисоно о механизмах каталитического окисления. Неизменный интерес вызывали сообщения по проблемам «зеленой химии», где рассматривались извечные проблемы взаимоотношений человека и окружающей среды, снижения нагрузки на экологические системы, оздоровления атмосферы. Хочу заметить, что конференция, как и все мероприятия, прежде организованные Институтом катализа, прошла на высоком уровне. Алекс Белл, профессор, США: – Вся наша жизнь неразрывно связана с катализом. Огромное количество предметов и продуктов, которые мы используем в повседневной жизни, произведены при использовании катализа. Сфера его участия в процессах разного назначения стремительно расширяется. Сегодня получают катализаторы определенной композиции, структуры, заранее планируют желаемый результат. Теперь в активе специалистов есть способы приготовления катализаторов, в которых можно особым способом расположить атомы в зависимости от поставленной задачи. Существует множество методов характеризации катализаторов с большой точностью, часто прибегая к помощи квантовой химии. Конференция была пронизана теплым чувством к Георгию Константиновичу Борескову, с которым мне довелось общаться достаточно продолжительное время и который у всех, кто знал его, вызывал чувство огромного уважения. * * * Информация, которая была озвучена на форуме, разойдется, в буквальном смысле слова, по всему миру. Более 400 участников приехали в Новосибирск: 110 ученых из 27 стран ближнего и дальнего зарубежья, 290 российских участников – из 30 городов России. В научную программу конференции были включены 8 пленарных и 16 ключевых приглашенных лекций, 83 устных и 278 стендовых докладов. Наверняка еще долго гости будут делиться с друзьями и коллегами сибирскими впечатлениями – уезжали участники с чувством огромной благодарности к тем, кто организовал и провел мероприятие. Основную нагрузку принял на себя Институт катализа. Но без спонсоров и преданных помощников невозможно было справиться с множеством забот и обязанностей. А организаторы и спонсоры были надежные: Федеральное агенство по науке и инновациям РФ, РФФИ, Научный совет по катализу РАН, UOP LLC, The Dow Chemical Company, BASF Catalysts LLC, BAYER MATERIAL SCIENCE, MITSUBISHI CHEMICAL Corporation, Hiden Analytical LIMITED, Дом ученых СО РАН. Фото В. Новикова Л. Юдина Источник: «Наука в Сибири» |
Крупная международная конференция прошла в Новосибирске в начале июля, и посвящалась она 100-летию со дня рождения замечательного ученого и человека академика
