АЛИНА МЫТАРЕВА: «В науке нет очевидного, всегда есть что-то, что скрыто от нас: нечто, на первый взгляд, невероятное и необъяснимое»
Алина Мытарева – кандидат химических наук, научный сотрудник лаборатории катализа нанесенными металами и их оксидами (№35) ИОХ РАН. Алина с коллегами работают над решением очень важной задачи: создание новых каталитических систем для комплексной очистки выхлопных газов автотранспорта и отходящих газов промышленных предприятий.
Основными компонентами выхлопных газов автотранспорта, ухудшающими качество воздуха, являются оксиды азота NOx, углеводороды, монооксид углерода CO и твердые частицы. Для бензиновых двигателей, работающих со стехиометрическим соотношением воздух-топливо, эффективного удаления вредных компонентов удается достичь с помощью трехмаршрутного катализатора на основе Pt, Pd и Rh. В случае дизельных двигателей, эксплуатируемых в условиях высокого избытка воздуха, требуется многокомпонентная система очистки, состоящая из четырех блоков, каждый из которых отвечает за удаление одного из компонентов выхлопных газов. В своих последних работах Алиной с коллегами было предложено инновационное компактное решение для дизельных двигателей – использование мультизонных полифункциональных каталитических систем («четырехмаршрутных» катализаторов):
— Основная идея заключалась в том, чтобы выбрать наиболее эффективные катализаторы окисления и восстановления и объединить их в каталитический блок, обеспечивающий одновременное протекание реакций окисления CO, углеводородов и твердых частиц в CO2 и реакции восстановления NO с помощью NH3 в N2 в широком интервале температур. При выборе катализаторов окисления и восстановления мы руководствовались их экологической безопасностью, простотой приготовления и отсутствием благородных металлов в их составе.
Благодаря высокой эффективности, низкой себестоимости и компактным размерам разработанные мультизонные полифункциональные каталитические системы могут быть использованы для комплексной очистки выхлопных газов автотранспорта и отходящих газов промышленных предприятий.
Основная сложность этой работы заключалась в том, что рассматриваемые реакции должны протекать одновременно и независимо друг от друга в условиях избытка кислорода в широком интервале температур, при этом должна быть обеспечена высокая селективность действия:
— Если для реакций окисления условия идеальны, и мы легко получаем целевые продукты, то в случае реакции восстановления мы сталкиваемся с рядом проблем, вызванных протеканием побочных процессов.
Настоящее исследование – результат совместной работы группы ученых из ИОХ РАН:
— Проблемами экологического катализа в нашей лаборатории занимается мини-группа, возглавляемая профессором Стахеевым Александром Юрьевичем, в которую помимо меня входит к.х.н. Бокарев Дмитрий. Неоценимый вклад в результат также внесли специалисты в области физико-химических методов анализа, к которым мы обращались для получения информации о характеристиках разработанных нами каталитических систем. Работать в коллективе интересно и невероятно полезно. В процессе обсуждения результатов с коллегами можно найти не только ответ на ранее поставленные вопросы, но и обозначить новые направления дальнейших исследований.
В планах исследователей дальнейшее всестороннее изучение полученных каталитических систем:
— Мы планируем исследовать устойчивость разработанных нами мультизонных полифункциональных катализаторов к действию серосодержащих соединений, щелочных металлов, а также паров воды. В настоящее время мы продолжаем тестировать нанесенные на монолиты образцы в условиях, максимально приближенных к условиям эксплуатации катализаторов очистки выхлопных газов дизельных двигателей.
Почему решили связать свою жизнь с химией?
— В школьные годы я читала много книг по химии, посещала дополнительные занятия. Немаловажную роль сыграла очень полезная еженедельная рассылка сайта «Алхимик». На то, что выбор был сделан правильно, указала сама Судьба: уже на первом курсе МИТХТ мне выпала честь быть ученицей создательницы «Алхимика» и автора многочисленных пособий по химии Аликберовой Людмилы Юрьевны.
Какой совет можете дать своим коллегам для достижения наилучших результатов?
— Нужно научиться находить новое и интересное в окружающем нас мире, тщательно обдумывать каждый полученный результат, не бояться «изобрести велосипед» или прослыть «Капитаном Очевидность». В науке нет очевидного, всегда есть что-то, что скрыто от нас, нечто, на первый взгляд, невероятное и необъяснимое.
A. I. Mytareva, D. A. Bokarev, D. S. Krivoruchenko, G. N. Baeva, A. Yu. Belyankin, A. Yu. Stakheev Improvement of Low-Temperature Activity of FeBeta Monolith Catalyst in NH3-SCR of NOx Top. Catal., 2019, 62(1-4), 86-92, DOI: 10.1007/s11244-018-1094-z
A. I. Mytareva, D. A. Bokarev, G. N. Baeva, A. Yu. Belyankin, A. Yu. Stakheev FeBeta||[Mn–Ce/Ce0.75Zr0.25O2 + FeBeta] Dual-Bed Catalyst for the Efficient Synergistic Removal of NOx, CO, C4H10, and NH3-Slip Top. Catal., 2019, 62(1-4), 192-197, DOI: 10.1007/s11244-018-1106-z
СправкаИОХРАН:
Мытарева Алина Игоревна
Дата рождения: 13.08.1988
Должность, ученая степень: научный сотрудник, к.х.н.
Начало работы в ИОХ РАН: 2010 г.
Научные интересы: гетерогенный катализ, экологический катализ, синтез и характеризация катализаторов, каталитическая очистка отходящих газов автотранспорта