Молодые учёные ИОХ РАН: Рассолов Александр

В течение последних нескольких лет одной из основных тематик исследований нашего коллектива является разработка эффективного сплавного биметаллического катализатора селективного гидрирования замещенных алкинов в жидкой фазе. Эти процессы активно задействованы как в промышленности, так и в процессах тонкого органического синтеза, в частности, в многотоннажном процессе очистки пиролизного этилена от примесей ацетилена перед его направлением на полимеризацию. Кроме того, селективное гидрирование замещенных алкинов – одна из ключевых стадий синтеза многих сложных алкеновых соединений, поскольку может быть проведена с высокой регио- и стереоселективностью. Однако традиционно используемые гетерогенные катализаторы обладают недостаточной селективностью в сравнении с гомогенными по причине неоднородности структуры их активных центров. Накопленный нашим коллективом опыт позволяет заключить, что весьма перспективным в решении этой проблемы представляется использование концепции «моноатомных» сплавных катализаторов. Ее суть заключается в создании на поверхности биметаллических сплавных наночастиц системы активных центров, состоящих лишь из одного атома активного металла и изолированных друг от друга атомами неактивного металла.

В этой работе на примере дифенилацетилена нами была показана перспективность использования «моноатомного» катализатора на основе Pd-Ag наночастиц в процессе парциального гидрирования в жидкой фазе. Формирование структуры «моноатомных» Pd1 центров на поверхности полученных сплавных наночастиц, как я уже сказал, достигается благодаря тому, что активные атомы Pd изолированы друг от друга неактивными атомами Ag. Проведенное нами сравнительное исследование каталитических характеристик синтезированного биметаллического Pd1Ag3/Al2O3 и монометаллического палладиевого катализаторов показало, что селективность биметаллического катализатора по цис-дифенилэтену чрезвычайно высока (≈ 98%), в то время как селективность монометаллического Pd/Al2O3 катализатора резко снижается с увеличением конверсии исходного субстрата. Согласно предложенной в работе кинетической модели высокая селективность «моноатомного» Pd1Ag3/Al2O3 катализатора связана со слабой адсорбцией промежуточного алкена на моноатомных центрах Pd1, что благоприятствует его десорбции и предотвращает дальнейшее гидрирование.

В первую очередь полученные в этой работе результаты могут быть использованы для направленного дизайна гетерогенных каталитических систем, обладающих высокой стабильностью и селективностью в процессах тонкого органического синтеза. Кинетическая модель гидрирования молекулы дифенилацетилена, предложенная на основе полученных экспериментальных результатов, несомненно, внесет существенный вклад в развитие представлений о протекании структурно-чувствительных реакций на активных центрах, состоящих лишь из одного атома.

По моему мнению, любое научное исследование невозможно довести от этапа проработки идеи до публикации полученных результатов силами одного лишь человека. Поэтому хочется сказать, что значительный вклад в реализацию этой работы внес коллектив авторов лаборатории №35 ИОХ РАН. Ее идейным вдохновителем являлся наш руководитель – д.х.н., профессор А.Ю. Стахеев. А нашим коллегам из Åbo Akademi University удалось разработать детальную кинетическую модель, описывающую полученные экспериментальные результаты с точностью 99%. Усилия нашей команды позволили добиться отличного результата, а именно публикации в высокорейтинговом журнале. 

Несомненно, данное направление исследований будет развиваться нами и далее. Основные усилия будут направлены на расширение круга субстратов, что позволит выявить определенные закономерности между структурой молекулы, строением активных центров на поверхности сплавных наночастиц и кинетическими особенностями протекания целевой реакции.

У многих, вероятно, в школе был любимый учитель. Моя учительница по химии каждый урок старалась сделать полезным и, самое главное, интересным. Так, уже с восьмого класса я и несколько моих школьных друзей участвовали в олимпиадах и в различных химических кружках. К выпускному классу я понял, что химия мне очень нравится, и что я не готов заниматься чем-то кроме нее. С тех пор прошло уже много лет, а я по-прежнему не жалею о сделанном выборе.

Я пришел в ИОХ в 2014 году, будучи студентом 5-ого курса РХТУ им. Д.И. Менделеева, для прохождения преддипломной практики в лаборатории проф. А.Ю. Стахеева. А после ее прохождения успешно поступил в аспирантуру.

На мой взгляд, главное – это заинтересованность в своей работе. Потому как без этого качества невозможно достичь какого-либо результата, найти правильное решение и силы для дальнейшего движения вперед. Ученый должен быть уверен в своей работе и не опускать рук, если многое идет не по плану.

Пусть это будет звучать слишком очевидно, но надо заниматься самосовершенствованием, знакомиться с современными тенденциями в выбранной тобой области науки, не стесняться спрашивать совета и черпать опыт у более старших коллег. Все полученные знания будут применены и в той или иной мере полезны. Я думаю, что только так можно сохранить интерес к своему любимому делу – не стоять на месте и развиваться вместе с окружающим тебя миром.