Аннотация результатов, полученных в 2014 году
Показано, что углеродные материалы, обычно используемые для приготовления нанесенных металлических катализаторов и традиционно рассматриваемые как стабильные на данной стадии, подвергаются значительным изменениям в исследуемых условиях: с помощью современной электронной микроскопии было обнаружено образование пор и травление углеродной поверхности частицами металла, а также рост углеродных нанотрубок. Приготовление катализатора в условиях микроволнового облучения приводит к образованию сложных металл/углеродных структур со значительными изменениями в морфологии углерода. Эти данные имеют большое значение для углубления понимания того, как формируются и меняются M/C катализаторы, и помогут создать новое поколение эффективных и стабильных катализаторов.

Аннотация результатов, полученных в 2015 году
В рамках данного проекта был разработан новый эффективный подход для исследования химических свойств дефектных сайтов углеродных материалов. Обычные экспериментальные техники нацелены на определение структурных характеристик углеродных материалов. В отличие от этого, настоящая работа впервые открывает возможность для определения ключевых параметров – химической реакционной способности и пошагового наблюдения сложного процесса образования Pd/C систем. Современные исследовательские методы, включающие в себя микроскопию SEM/STEM сверхвысокого разрешения, спектральные исследования на источниках синхротронного излучения и математическое моделирование наноразмерных систем, были использованы в настоящем проекте для изучения роли углеродных центров в формировании катализаторов Pd/C. Образование кластеров палладия в растворе из легкодоступного комплекса Pd2dba3 и уникальные свойства частиц Pd2 дают новую возможность для эффективной томографии углеродной поверхности. В проекте были детально изучены каталитические свойства нанесенных металл-углеродных систем на примере важных органических трансформаций. Результаты, полученные в рамках данного проекта, открывают множество новых направлений исследования в областях нанотехнологий и органического синтеза. http://dx.doi.org/10.1039/C5SC00802F

Аннотация результатов, полученных в 2016 году
Создание новых подходов к разработке и исследованию высокоактивных нанесенных катализаторов является важной и актуальной задачей, решение которой востребовано во многих отраслях органической химии. Решить такую задачу представляется возможным лишь задействовав целый комплекс физико-химических методом, позволяющих исследовать процессы в присутствии нанесенных катализаторов непосредственно на молекулярном и нано-уровнях. Существенный шаг в данном направлении удалось сделать в рамках данного проекта благодаря разработке эффективных аналитических методов, в том числе на основе электронной микроскопии и масс-спектрометрии высокого разрешения. Масс-спектрометрический мониторинг работы нанесенных катализаторов позволил фиксировать образование интермедиатов и продуктов каталитической реакции в присутствии отдельных частиц катализатора. Интересные результаты были получены при исследовании поверхности углеродных материалов с помощью ранее разработанного в рамках данного проекта метода маркирования дефектов наночастицами палладия. Данный метод позволил выявить принципиальные различия в схемах распределения активных центров на основных типах углеродных подложек. Эти данные помогли получить новую каталитическую систему с применением наноглобулярного углерода, на котором наблюдалось равномерное распределение однородных активных центров поверхности. Сравнение катализаторов на различных подложках показало, что использование в качестве носителя наноглобулярного углерода позволяет получать катализаторы, превосходящие по активности коммерческие аналоги. Кроме того был разработан ряд методов, позволяющих контролировать поверхностные свойства углеродных подложек. Так, с помощью теоретических расчетов и экспериментальных исследований показана возможность экранировать активные центры углеродной поверхности графеновыми слоями. С другой стороны, в качестве инструмента для формирования дефектов может применяться травление углеродной поверхности металлическими частицами в условиях микроволнового облучения. Такая методика позволила создать модифицированные углеродные подложки с изменённой морфологией. Катализаторы, нанесенные на такие подложки, продемонстрировали большую эффективность по сравнению с катализаторами на исходных некодифицированных углеродных подложках.