г. Москва, Ленинский проспект, 47
Телефон: +7 499 137-29-44
Факс: +7 499 135-53-28

Лаборатория разработки и исследования полифункциональных катализаторов (№14)

Заведующий - проф. Кустов Леонид Модестович
e-mail: lmkatioc.ac.ru, тел. (499) 137-2935

Лаборатория организована в 1954 г. проф. А.М. Рубинштейном и возглавлялась им в 1954-1986 гг., а в 1986-1999 гг. - проф. А.А. Слинкиным.


 Заведующий лабораторией Кустов Леонид Модестович

Доктор химических наук, профессор

Заведующий лабораторией экологической химии Химического факультета МГУ

Заведующий лабораторией Университета МИСиС

Кустов Л.М. –известный ученый в области физической химии, катализа, нефтехимии, спектроскопических методов исследования гетерогенных катализаторов; автор около 560 научных публикаций, в том числе 25 обзоров и более 40 изобретений.

 

Основные результаты деятельности лаборатории за последние 5 лет

Установка СВЧ-активации материалов и катализаторов

 

 

1. Разработаны эффективные наноразмерные катализаторы для гидроаминирования алкинов ароматическими и алифатическими аминами на основе наночастиц золота или серебра на различных мезопористых носителях. В мягких условиях они обеспечивают высокий выход продукта – до 97%. Нанесенные наночастицы серебра являются весьма активны и селективны катализаторами процесса прямого карбоксилирования ароматических алкинов в соответствующие карбоновые кислоты.

 

V.I. Isaeva, L.M. Kustov “Catalytic Hydroamination of Unsaturated Hydrocarbons” Topics in Catalysis, 2016, 59, 1196–1206.

В.И. Исаева, Н.И. Прокудина, Л.М. Козлова, Л.M. Кустов, Л.М. Глухов, А.Л. Тарасов, И.П. Белецкая «Гидроаминирование фенилацетилена в присутствии золотосодержащих каталитических систем, нанесенных на подложки, модифицированные ионными жидкостями», Известия Академии Наук, Серия Химическая, 2015. № 12, с 2811-2815.

Е.Д. Финашина, Л.М. Кустов, О.П. Ткаченко, В.Г. Красовский, Е.И. Форменова, И.П. Белецкая “Карбоксилирование фенилацетилена диоксидом углерода на гетерогенных Ag-содержащих катализаторах” Известия Академии Наук. Серия химическая, 2014, №12, стр. 2652-2656

Е.Д. Финашина, Л.М. Кустов, О.П. Ткаченко, В.Г. Красовский, А.Ю.Старцева, И.П. Белецкая «Внедрение диоксида углерода в молекулы ацетиленовых углеводородов на гетерогенных Ag-содержащих катализаторах», Известия Академии Наук, Серия Химическая. 63, 2015, №12, 2796-2801

Е.Д. Финашина, Л.М. Кустов, В.Г. Красовский, Е.И. Форменова «Карбоксилирование 2-метилбутин-3-ола-2 на Ag- и Cu-содержащих катализаторах» Журнал физической химии, 2016, 90, № 9, 1311-1314

2. Разработаны эффективные адсорбенты воды (емкость до 80 вес. % H2O), способные десорбировать воду уже при 70-80oC, адсорбенты CO2, H2S и SO2 (емкости 30-35, 25, и 45 вес. %).

Черникова Е.В., Глухов Л.М., Кустов Л.М., Красовский В.Г., Белецкая И.П. «Мезо- и макропористые материалы, модифицированные аминами для хранения СО2» Журнал органической химии. 2014. Т.50. №11, 1572-1573

Е.А. Черникова, Л.М. Глухов, Л.М. Кустов, В.Г. Красовский «Адсорбенты СО2 на основе пористых материалов, модифицированных аминами». Известия Академии Наук. Серия Химическая, 2015, №12, 2958-2962

3. Разработан метод получения композиционных мембран на основе металлорганических каркасных структур MOF-199, ZIF-8 на неорганических, металлокерамических или полимерных носителях. Метод обеспечивает равномерное покрытие основы металлорганическим полимером. Данные композиционные мембраны при разделении смесей газов H2/CO2/CH4/He/O2 позволяют достичь повышения селективности разделения в 1.5 - 3 раза в сравнении с исходными мембранами без покрытия каркасными структурами

V. I. Isaeva, M. I. Barkova, L. M. Kustov, D. A. Syrtsova, E. A. Efimova, V. V. Teplyakov “In situ synthesis of novel ZIF-8 membranes on polymeric and inorganic supports”, J. Mater. Chem A. В. И. Исаева, М. И. Баркова, А. В. Кучеров, М. М. Ермилова, Е. В. Орехова, Л. М. Кустов, А. Б. Ярославцев «Получение композиционных мембран на керамической основе с нанесенной металл-органической каркасной структурой MOF-199 и изучение их адсорбционных свойств» Российские нанотехнологии, 2014, Т. 9, № 5-6, 57-63.

Alexandra F. Bushell, Martin P. Attfield, Christopher R. Mason, Peter M. Budd,Yuri Yampolskii, Ludmila Starannikova,Alexander Rebrov, Fabio Bazzarelli, Paola Bernardo, Johannes Carolus Jansen, Marek Lanč, Karel Friess, Victor Shantarovich, Vadim Gustov, Vera Isaeva “Gas permeation parameters of mixed matrix membranes based on the polymer of intrinsic microporosity PIM-1 and the zeolitic imidazolate framework ZIF-8”, J. Membrane Science 2013, V. 427, P. 48–62

4. Разработаны новые методы получения нанесенных золотосодержащих биметаллических катализаторов путем редокс-нанесения золота на Cu, Pd, Pt, Ru на монометаллический катализатор, позволяющие получать высокодисперсные биметаллические наночастицы Au/Me или Au/MeOx. Синтезированы низкопроцентные биметаллические золотосодержашие катализаторы с ультранизким содержанием золота - 0.025-0.2% масс., биметаллические золотосодержащие системы. Система Au/RuO2/θ-Al2O3 показала высокую эффективность в реакции гидродегидроксилирования глицерина в 1,2-пропандиол

E.A. Redina, O.A. Kirichenko, A.A. Greish, A.V. Kucherov, O.P. Tkachenko, G.I. Kapustin,I.V. Mishin, L.M. Kustov. “Preparation of bimetallic gold catalysts by redox reaction on oxide-supported metals for green chemistry applications” Catalysis Today. – 2015. – Vol. 246. – P. 216-231.

L.M. Kustov, Advances in Nanotechnology, v.13, Z. Bartul and J. Trenor Eds., Nova Publ. 2015, p. 141-160. ISSN 2159-1490. (Глава вкниге)

E. Redina, A. Greish, R. Novikov, A. Strelkova, O. Kirichenko, O. Tkachenko, G. Kapustin, I. Sinev, L. Kustov “Au/Pt/TiO2 catalysts prepared by redox method for thechemoselective 1,2-propanediol oxidation to lactic acid and an NMRspectroscopy approach for analyzing the product mixture” Applied catalysis A: General 491 (2015) 170-183.

Olga A. Kirichenko, Nikolay A. Davshan, Elena A. Redina, Gennadiy I. Kapustin, Igor V. Mishin, Olga P. Tkachenko, Aleksey V. Kucherov, Leonid M. Kustov “Gold nanoparticles in environmental catalysis: Influence of the Fe-modified alumina supports on the catalytic behavior of supported gold nanoparticles in CO oxidation in the presence of ammonia” Chemical Engineering Journal 292 (2016) 62-71.

Olga A. Kirichenko, Gennadiy I. Kapustin, Olga P. Tkachenko, Vera D. Nissenbaum, Igor V. Mishin, Nikolay A. Davshan, Elena A. Redina, Leonid M. Kustov “Synthesis and characterization of novel Au/θ-Al2-xFexO3 nanomaterials with high thermal stability” Materials Research Bulletin, 80 (2016) 139-149

5. Разработаны эффективные катализаторы окислительного дегидрирования этана в этилен (селективность 98%), конверсии глицерина в пропандиолы и молочную кислоту, раскрытия циклов ароматических углеводородов,  селективного гидрирования полимеров, нитрилов, ацетиленов, конверсии СО2 в ценные продукты (СО, СН4, СН3ОН, карбоновые кислоты и др.)

A.A. Greish, E.D. Finashina, O.P. Tkachenko, E.V. Shouvalova, L.M. Kustov “Dimethyl carbonate synthesis from methanol and CO2 over the catalyst on the basis of SnO2/Al2O3”, Mendeleev Communication, 26 (2016) 497-499

Л.М. Кустов, Е.Д. Финашина, А.В. Кучеров, «Катализатор для непрерывного окислительного дегидрирования этана и способ непрерывного окислительного дегидрирования этана с его использованием», заявка на патент РФ № 2012130324, приоритет от 18.07.2012.

V. I. Isaeva,O. P. Tkachenko, E. V. Afonina, L. M. Kozlova, G. I. Kapustin, W. Grünert, S. E. Solov’eva, I. S. Antipin, L. M. Kustov “2-Butyne-1,4-diol hydrogenation over palladium supported on Zn2+-based - MOF and host-guest MOF/calix[4]arene materials”, Microporous and Mesoporous Materials, 166 (2013) 167-175.

Е. В. Беляева, В. И. Исаева, Э.Е . Саид-Галиев, О. П. Ткаченко, С. В. Савилов, А. В. Егоров, Л. М. Козлова, В. З. Шарф, Л. М. Кустов «Палладийсодержащая фениленкарбоксилатная металл-органическая каркасная структура MOF-5 в реакции парциального гидрирования фенилацетилена» Известия Академии наук. Серия химическая, 2014, № 2, 396 - 403.

Е.В. Шувалова, О.А. Кириченко, Г.И. Капустин, Л.М. Кустов. «Нанесенные на силикагель наночастицы меди —эффективные катализаторы жидкофазного селективного гидрирования п-динитробензола водородом» Известия Академии наук. Серия химическая, 2016, № 12, 2850-2854

6. В связи с острой необходимостью в разработке жидких теплоносителей для использования в капельных холодильниках-излучателях в условиях открытого космоса в бескаркасных системах отвода низкопотенциального тепла проведены интенсивные исследования новых типов ионных жидкостей на основе кремний-содержащих структур. Впервые синтезирован ряд новых монокатионных и дикатионных ИЖ, обладающих целым комплексом полезных свойств, обуславливающих их использование в условиях открытого космического пространства (вакуум, значительные перепады температур, радиация). Варьируя структуру катиона удалось значительно улучшить такие параметры ИЖ, как температура устойчивости, вязкость, теплоемкость.

Проведен первый эксперимент в российском сегменте Международной космической станции с использованием в качестве теплоносителя ИЖ - 1,2-диметил-3-(1’,1’,3’,3’-тетраметил-3’-фенил-дисилоксанил)метилимидазолий бис(трифторметилсульфонил)имида. Получены практически неиспаряемые ИЖ с давлением паров до 10-11 торр, пригодные для применения в космосе.

(совместно с ФГУП «Центр Келдыша»)

Chilingarov Norbert S., Medvedev Artem A., Deyko Grigoriy S., Kustov Leonid M., Chernikova Elena A., Glukhov Lev M., Polyakova Marina V., Ioutsi Vitaliy A., Markov Vitaliy Yu, Sidorov Lev N. //”The evaporation study of silicon-containing ionic liquid”// Chemical Physics Letters 2016, v. 657, pp. 8-10

Л. М. Глухов, В. Г. Красовский, Е. А. Черникова, Г.И.Капустин, Л. М. Кустов, А. А. Коротеев, «Синтез и свойства дикатионных ионных жидкостей с силоксановым структурным фрагментом», ЖФХ, 2015, т. 89, №12, С.1858-1863.

Черникова Е.А., Глухов Л.М., Красовский В.Г., Воробьева М.Г., Коротеев А.А. «Ионные жидкости как теплоносители: сравнение с известными системами, возможные области применения, преимущества и недостатки». // ОБЗОР, Успехи химии. 2015. Т. 84. №8. С.875-890 (совместно с ФГУП «Центр Келдыша»)

Бондарева Н.В., Глухов Л.М., Коротеев А.А., Красовский В.Г., Кустов Л.М., Нагель Ю.А., Сафронов А.А., Филатов Н.И. «Бескаркасные системы отвода низкопотенциального тепла в космосе: успехи отработок и нерешенные задачи». // Известия РАН. Энергетика. 2015. №4. С.130-142.) (совместно с ФГУП «Центр Келдыша»)

7. Синтезированы наночастицы серебра, различающиеся морфологией и размером (наночастицы плоской и сферической формы), стабилизированные различными органическими ПАВ. Исследованы их физико-химические характеристики, разработаны оригинальные методики оценки токсичности наноматериалов с использованием планарий и моллюсков. Исследована экотоксичность наночастиц серебра в отношении пяти видов гидробионтов: зеленые водоросли Chlorella vulgaris Beijer, плоские черви планарии Jirardia tigrina, пресноводные рачки Daphnia magna Straus, эмбрионы рыб Zebrafish (Danio rerio). Установлено, что влияние формы наночастиц металла на токсические свойства более выражено по сравнении с влиянием размера. Показана существенная роль природы органических стабилизаторов в в суммарной экотоксичности наночастиц серебра.

Golovina, Natalia B.; Kustov, Leonid M. “Toxicity of metal nanoparticles with a focus on silver” Mendeleev Communications 2013, V.23, N 2, P.59-65

Kustov L.M., Abramenko N.B., Petrov A.N., Ivanova A.S., Pejnenburg W., Study of ecotoxicity of silver nanoparticles using algae, Rus. J. Phys. Chem., 90(11), 2016, 2217.

Kustov L.M., Abramenko N.B., Study of ecotoxicity of silver nanoparticles using daphnids, Rus. J. Phys. Chem., №12, 2016, 2449–2452.

По результатам проведенных исследований за последние 5 лет сотрудниками лаборатории опубликовано более 100 печатных работ в отечественных и зарубежных журналах. По разработанным катализаторам, адсорбентам и новым наноматериалам получено более 40 патентов РФ, Канады, Европы и других стран.

 


Последние достижения(постеры на Юбилей ИОХ 75):
СВЧ-активация каталитических процессов (PowerPoint, 211 Кб)
Окислительное дегидрирование этана в этилен (PowerPoint, 128 Кб)
Ионные жидкости в катализе и электрохимии (PowerPoint, 108 Кб)

 

Конференции, проводимые институтом:

Все конференции »

Важные события:

Российский школьник стал абсолютным победителем Международной олимпиады по химии Тренер сборной России- сотрудник ИОХ РАН Леонид Ромашов
ХХ Молодежная школа-конференция по органической химии ХХ Молодежная школа-конференция по органической химии пройдет в Казани с 18-21 сентября 2017г.
Уникальная база данных микроскопических изображений создана ИОХ РАН в рамках гранта РНФ Институт органической химии имени Н.Д. Зелинского РАН презентовал проект "Nano-space online", созданный в рамках реализации комплексной научной программы, поддержанной РНФ. Проект создан по инициативе лаборатории Валентина Ананикова. Познакомиться с проектом можно уже сейчас на сайте www.nano-space.online. Сайт работает в тестовом режиме.
Развитие метода электронной микроскопии и создание базы данных по  нанотехнологиям В среду 21 июня, в библиотеке ИОХ РАН состоялся семинар по вопросу развития метода электронной микроскопии и создания базы данных по нанотехнологиям.
Все события »