КАРТОЧКА ПРОЕКТА ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ И ПОИСКОВЫХ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ,
ПОДДЕРЖАННОГО РОССИЙСКИМ НАУЧНЫМ ФОНДОМ
Информация подготовлена на основании данных из Информационно-аналитической системы РНФ, содержательная часть представлена в авторской редакции. Все права принадлежат авторам, использование или перепечатка материалов допустима только с предварительного согласия авторов.
ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
Номер проекта 22-73-00047
НазваниеФундаментальные основы дизайна бифункциональных каталитических систем на основе ванадийсодержащих гетерополисоединений с регулируемыми свойствами для создания новых процессов окислительной трансформации 5-гидроксиметилфурфурола в ценные химические продукты
Руководитель Родикова Юлия Анатольевна, Кандидат химических наук
Организация финансирования, регион Федеральное государственное бюджетное учреждение науки "Федеральный исследовательский центр "Институт катализа им. Г.К. Борескова Сибирского отделения Российской академии наук" , Новосибирская обл
Конкурс №70 - Конкурс 2022 года «Проведение инициативных исследований молодыми учеными» Президентской программы исследовательских проектов, реализуемых ведущими учеными, в том числе молодыми учеными
Область знания, основной код классификатора 03 - Химия и науки о материалах; 03-403 - Гомогенный катализ и гетерогенный катализ
Ключевые слова Компоненты переработки биомассы, 5-гидроксиметилфурфурол, катализ, селективное окисление, бифункциональные катализаторы, гетерополисоединения, ванадий, фуран-2,5-дикарбоновая кислота, 2,5-диформилфуран
Код ГРНТИ31.15.00
ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ
Аннотация
Каталитическое окисление первичных углеводородов, полученных из биомассы, в ценные для топливной и химической промышленности соединения представляет собой перспективный и устойчивый подход к переходу на новые источники энергии и сырья на основе возобновляемых ресурсов. Проект нацелен на создание эффективных каталитических систем на основе ванадийсодержащих гетерополисоединений (V-ГПС) с регулируемыми свойствами для разработки новых методов получения важных химических соединений – фуран-2,5-дикарбоновой кислоты (ФДКК) и 2,5-диформилфурана (ДФФ) – из первичного продукта переработки биомассы – 5-гидроксиметилфурфурола (5-ГМФ). Целевые соединения (ФДКК и ДФФ) обладают богатой химией и имеют разнообразные применения в сфере получения полимеров, функциональных материалов и топлив, однако существующие методы синтеза таких соединений малоэффективны по ряду причин, в том числе из-за значительного образования побочных продуктов окисления. На первом этапе проекта работы направлены на проведение всесторонних фундаментальных исследований в области получения твердых катализаторов на основе ГПС с варьированием содержания каталитически активных атомов ванадия и типа внешнесферного катиона; поиск путей управления окислительными/бифункциональными свойствами синтезированных катализаторов; оптимизацию состава катализаторов. Исследования в области допирования молибден/вольфрам-содержащих каркасов ГПС атомами ванадия, обладающими мягкими окислительными свойствами, с варьированием типов предшественников и использованием новой пероксидной технологии введения ванадия позволят усовершенствовать существующие методы и разработать новые экологичные способы получения подобных катализаторов окисления. Всесторонний анализ полученных систем, выполненный с использованием различных физико-химических методов (элементный анализ, РФА, РФЭС, адсорбция азота, ТГА и др.), позволит установить корреляции между методами приготовления, каталитическими свойствами и текстурными характеристиками катализаторов. Второй этап проекта заключается в поиске путей управления процессами получения ФДКК и ДФФ при окислении 5-ГМФ в присутствии синтезированных V-ГПС. Исследование кинетических закономерностей протекания процессов, оптимизация основных реакционных параметров, анализ строения и распределения продуктов реакций, а также определение стабильности каталитических систем сделают возможным достижение максимальной эффективности и селективности рассматриваемых превращений. Проведение запланированных исследований позволит развить фундаментальные основы дизайна твердых катализаторов на основе ГПС, разработать оригинальные методики приготовления V-ГПС, расширить знания в области катализа гетерополисоединениями, а также получить необходимый объем теоретических и экспериментальных данных для разработки селективных и экологичных методов целенаправленного получения ФДКК и ДФФ из доступных субстратов, получаемых из биомассы (5-ГМФ).
ОТЧЁТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ