Химики ЧелГУ работают над созданием экологичного и дешёвого катализатора

​Группа учёных и студентов Челябинского государственного университета под руководством профессора кафедры химической технологии и вычислительной химии Александра Толчева занимается разработкой основ синтеза смешанных оксидов Mg-Al, которые способны катализировать различные органические реакции с высокой селективностью и выходом продукта.

​Внимание исследователей привлекают такие свойства материала, как большая удельная площадь поверхности, слоистая структура, простота и дешевизна синтеза, способность к лёгкой регенерации после эксплуатации. Химики работают с высокодисперсными материалами, которые способствуют осуществлению сложных бифункциональных реакций. Их применение не только удешевит производство катализатора, но и сделает его экологически безопасным, то есть мало загрязняющим воду и воздух.

Без катализатора невозможно производить спирты, которые, в свою очередь, – неотъемлемая часть самых разных итоговых продуктов – парфюмерных, косметических, дезинфицирующих, средств бытовой химии, клеящих составов и даже лекарственных препаратов. Поэтому не удивительно, что внимание учёных в разных странах, в том числе и в России, приковано к проблеме создания «идеального» катализатора, а проблема получения и изучения свойств двойных слоистых гидроксидов и дальнейшее создание из них материалов для катализа пользуется большой популярностью во всём мире.

«Химия – это наука, где научный поиск происходит постоянно. В частности, исследователи всегда ищут пути повышения выхода продуктов реакции, экономии энергоресурсов, одним словом, нас интересует то, что являлось бы недорогим и эффективным одновременно, а ещё наносило бы минимум вреда для экологии, – отмечает Александр Толчев. – Разработка катализатора на основе смешанных оксидов Mg-Al интересна в первую очередь по экономическим соображениям (его производство недорогое), но не только. Производство катализаторов на этой основе безопасно и практически не наносит вред окружающей среде. Экологичность достигается за счёт того, что для синтеза катализаторов на основе магния и алюминия мы берём «простые» реагенты».

Изначально химики ЧелГУ поставили цель – изучить свойства оксидных систем на основе магния и алюминия, ранее полученных из слоистых двойных гидроксидов.

«В задачи нашего научного исследования входил синтез образцов слоистых двойных гидроксидов на основе магния и алюминия по двум различным методикам осаждения из смеси растворов их солей, – поясняет участник научной группы, заведующий учебно-научной лабораторией прикладной химии химического факультета ЧелГУ Артем Тронов. – Затем проводилась термообработка продуктов осаждения. Все полученные образцы изучались методами рентгенографии, электронной растровой микроскопии, ИК-спектроскопии, термогравиметрии и хемосорбционного анализа. На заключительном этапе работы планируется изучение каталитических свойств материала в реакции Меервейна-Пондорфа-Верлея, избирательного восстановления альдегидов и кетонов до спиртов».

Сегодня химики ЧелГУ уже получили первые образцы с обнадёживающими результатами, но впереди предстоит большой объём работы.

​«Смешанные оксиды магния и алюминия на ​основе слоистых двойных гидроксидов привлекают к себе всё большее внимания в вопросах создания экологически безопасных катализаторов. Материалы на таких же основах, как наши, уже существуют. И это не удивительно, ведь сегодня исследований в данной области ведётся достаточно много. Но мы решаем задачу по-своему, – утверждает участник научного коллектива, магистрант химического факультета Владислав Фадеев. – Хотим подобрать условия для синтеза таких оксидных систем, которые имели бы большую площадь поверхности, которая напрямую связана с каталитической активностью»​