Регистрация / Вход
Прислать материал

Современные металлополимерные катализаторы и микрореакторные системы – ключевые элементы инноваций в тонком химическом синтезе

Стадии проекта
Предложение принято
Конкурс завершен
Проект закончен

Выполнение НИР должно обеспечивать достижение научных результатов мирового уровня, подготовку и закрепление в сфере науки и образования научных и научно-педагогических кадров, формирование эффективных и жизнеспособных научных коллективов, развитие международного сотрудничества в научно-технической сфере

Этапы проекта

1
29.06.2010 - 30.09.2010
1.1. Анализ литературных источников по тематике проекта.
1.2. Проведение патентных исследований по тематике проекта в соответствии с ГОСТ Р 15.011-96.
1.3. Разработка методик синтеза моно- (Pt, Pd, Au, и др.) и биметаллополимерных катализаторов на основе амфифильных блоксополимеров и неорганической матрицы.
1.4. Разработка методик синтеза моно- (Pt, Pd, и др.) металлополимерных катализаторов на основе полиэлектролитов и органической / неорганической матрицы.
1.5. Разработка методик синтеза моно- (Pt, Pd, Au, Fe, Ce, Ru и др.) полиметаллических катализаторов на основе мезопористой полимерной матрицы.
1.6. Составление и обоснование предварительного экспериментального плана.
Развернуть
2
01.10.2010 - 30.11.2010
2.1. Подбор и подготовка наноструктурированных полимерных матриц на основе амфифильных блоксополимеров, полиэлектролитов и сверхсшитых полимеров. Выбор растворителя, рН раствора, определение оптимальной концентрации полимера в растворе (для амфифильных блоксополимеров и полиэлектролитов. Проведение предподготовки сверхсшитого полистирола: определение содержание влаги, ионов хлора и железа; промывка носителя и сушка под вакуумом до полного удаления ионов хлора и железа и содержания остаточной влаги не более 2%. Исследование удельной поверхности и пористости носителя методом низкотемпературной адсорбции азота
2.2. Отработка методик и синтез моно- (Pt, Pd, Au, и др.) и биметаллополимерных катализаторов на основе амфифильных блоксополимеров и неорганической матрицы при варьировании: природы металлического прекурсора, растворителя, восстановителя; состава звеньев амфифильных блоксополимеров и неорганической матрицы, и параметров синтеза (время, температура, рН и др.).
2.3. Отработка методик и синтез моно- (Pt, Pd и др.) металлополимерных катализаторов на основе полиэлектролитов, с последующим нанесением на неорганический носитель, при варьировании: металлического прекурсора, растворителя, восстановителя, соотношения полианион – прекурсор – поликатион и параметров синтеза каталитических систем (рН, время, температура).
2.4. Отработка методик и синтез моно- (Pt, Pd, Au, Fe, Ce, Ru и др.) полиметаллических катализаторов на основе мезопористой полимерной матрицы сверхсшитого полистирола при варьировании: 1) прекурсора металла, восстановителя и растворителя с учетом природы носителя и прекурсора; 2) параметров синтеза каталитических систем (рН, время, температура) и определение "влагоемкости" носителя для каждого растворителя.
2.5. Оптимизация условий нанесения наночастиц металлов, стабилизированных в полимерных матрицах (мицеллах амфифильных блоксополимеров и ультратонких слоях полиэлектролита) на поверхность носителя. Исследование физических (адсорбция) и химических («пришивка» за счет функциональных групп) процессов нанесения стабилизированных наночастиц.
Развернуть
3
01.01.2011 - 30.06.2011
3.1. Исследования структурных особенностей амфифильных блоксополимеров, наночастиц металлов, стабилизированных в ядрах мицелл амфифильных блоксополимеров до и после нанесения на неорганическую матрицу методами высокоразрешающей просвечивающей электронной микроскопии, ИК-, УФ-спектроскопии, атомно силовой микроскопии, светорассеяния, диэлектрической спектрометрии, рентгенофотоэлектронной спектроскопии, низкотемпературной адсорбции.
3.2. Исследования структурных особенностей полиэлектролитов, наночастиц металлов, стабилизированных в ультратонких слоях полиэлектролита, нанесенных на неорганическую матрицу, методами высокоразрешающей просвечивающей электронной микроскопии, ИК-, УФ-спектроскопии, диэлектрической спектрометрии, рентгенофотоэлектронной спектроскопии, низкотемпературной адсорбции.
3.3. Исследования структурных особенностей мезопористой полимерной матрицы сверхсшитого полистирола и металлополимерных катализаторов на его основе методами высокоразрешающей просвечивающей электронной микроскопии, ИК-, УФ-спектроскопии, диэлектрической спектрометрии, рентгенофотоэлектронной спектроскопии, низкотемпературной адсорбции.
Развернуть
4
01.07.2011 - 30.11.2011
4.1. Тестирование металлополимерных катализаторов в процессе селективного гидрирования ацетиленовых соединений до соответствующих этиленовых (синтез душистых веществ и полупродуктов витаминов А, Е и К). Оценка активности селективности и стабильности металлополимерных катализаторов.
4.2. Тестирование металлополимерных катализаторов в процессе селективного окисления альдегидной группы моносахаридов, до соответствующей карбоксильной (синтез глюконата кальция). Оценка активности селективности и стабильности металлополимерных катализаторов.
4.3. Тестирование металлополимерных катализаторов в процессе гидрирования альдегидной группы моносахаридов, до соответствующей гидроксильной (синтез сорбита). Оценка активности селективности и стабильности металлополимерных катализаторов.
4.4. Тестирование металлополимерных катализаторов в процессе селективного окисления кето-группы моносахаридов, до соответствующей карбоксильной (синтез полупродукта витамина С). Оценка активности селективности и стабильности металлополимерных катализаторов.
4.5. Тестирование металлополимерных катализаторов в процессе энантиоселективного гидрирования прохиральных кетонов (синтез медицинских препаратов). Определение оптимальных условий модификации катализатора. Оценка активности селективности и стабильности металлополимерных катализаторов.
Развернуть
5
01.01.2012 - 30.06.2012
5.1. Определение структурных и кинетических параметров металлополимерных катализаторов для исследуемых реакций гидрирования и окисления. Описание результатов кинетического моделирования каталитических процессов. Изучение особенностей механизма процессов гидрирования и окисления в присутствии металлополимерных катализаторов.
5.2. Создание экспериментального испытательного стенда для проведения процесса гидрирования в проточном реакторе непрерывного действия, с неподвижным слоем металлополимерного катализатора.
5.3. Создание экспериментального испытательного стенда для проведения окисления органических соединений в реакторе периодического действия со взвешенным слоем металлополимерного катализатора.
5.4. Создание экспериментального испытательного стенда для проведения каталитических процессов гидрирования и окисления в автоклавном режиме, в реакторе «shaker-type» периодического действия.
5.5. Создание экспериментального испытательного стенда для проведения каталитических процессов гидрирования и окисления в микрореакторе с нанесенным слоем наночастиц металлов, стабилизированных полимерами.
5.6. Выбор оптимальных условий проведения процессов гидрирования и окисления органических соединений в присутствии металлополимерных катализаторов, в макро- и микрореакторных системах при варьировании: природы растворителя, соотношения катализатор-субстрат-растворитель, температуры, давления газообразных субстратов, рН реакционной среды и др.
Развернуть
6
01.07.2012 - 15.12.2012
6.1. Оценка стабильности металлополимерных катализаторов в реакциях тонкого химического синтеза и разработка методов регенерации каталитических систем с использованием ультразвукового воздействия.
6.2. Заключение о перспективах использования разработанных металлополимерных катализаторов.
6.3. Разработка программы внедрения результатов НИР в образовательный процесс.
6.5. Разработка дизайна каталитического слоя для микрореактора, с учетом стабилизации наночастиц каталитически активных металлов полимерными матрицами с последующим нанесением на твердые поверхности.
Развернуть

Программа

Программа "Научные и научно-педагогические кадры инновационной России" на 2009 - 2013 годы

Программное мероприятие

1.1 Проведение научных исследований коллективами научно-образовательных центров
Продолжительность работ
2010 - 2012, 30 мес.
Бюджетные средства
8 млн
Организация
МИЭТ
профинансировано
Тема
«Проведение научных исследований коллективами научно-образовательных центров, принимающих участие в 7-й Рамочной Программе Евросоюза в области технических и естественных наук»
Продолжительность работ
2010 - 2012, 30 мес.
Бюджетные средства
15 млн
Количество заявок
67
Тема
«Проведение научных исследований коллективами научно-образовательных центров в области cистемной биологии, биоинформатики и промышленной биотехнологии совместно с научными организациями Германии».
Продолжительность работ
2010 - 2012, 29 мес.
Бюджетные средства
15 млн
Количество заявок
30
Тема
Проведение научных исследований коллективами научно-образовательных центров совместно с малыми инновационными предприятиями в области энергосбережения
Продолжительность работ
2010 - 2012, 28 мес.
Бюджетные средства
15 млн
Количество заявок
72
Тема
Проведение научных исследований коллективами научно-образовательных центров совместно с малыми инновационными предприятиями в области информационно-телекоммуникационных технологий
Продолжительность работ
2010 - 2012, 28 мес.
Бюджетные средства
15 млн
Количество заявок
65
Тема
Проведение научных исследований коллективами научно-образовательных центров совместно с малыми инновационными предприятиями в области высокотехнологичной медицинской техники
Продолжительность работ
2010 - 2012, 28 мес.
Бюджетные средства
15 млн
Количество заявок
52