В ИОХ РАН состоялось заседание диссертационного совета
30 декабря на заседании диссертационного совета прошла успешная кандидатская защита.
Черепанова Вера Александровна представила диссертацию на соискание ученой степени кандидата химических наук «Формирование и динамика металлических наночастиц на углеродных материалах в условиях каталитических реакций кросс-сочетания».
Научный руководитель:
● Анаников Валентин Павлович – академик РАН, д.х.н., заведующий Лабораторией металлокомплексных и наноразмерных катализаторов Института органической химии им. Н.Д. Зелинского РАН.
В ходе проделанной работы Вера Черепанова получила следующие результаты и выводы:
1. Изучено поведение предшественников каталитических систем на основе палладия в различных растворителях. Выявлена их временная нестабильность, приводящая к изменению состава растворов и невоспроизводимости результатов синтеза. Обнаружено, что образование гетерогенной фазы продолжается даже после удаления видимого осадка, что подчёркивает необходимость контроля временных параметров при приготовлении катализаторов.
2. Разработаны и апробированы методические рекомендации, обеспечивающие морфологическую идентичность и воспроизводимость характеристик катализаторов. Ключевыми элементами методики являются использование определённого реакционного сосуда, стандартизированных условий перемешивания (магнитная мешалка) и унифицированного оборудования. Эти меры позволяют минимизировать технологические вариации и обеспечить получение катализаторов с предсказуемыми свойствами.
3. Разработаны методики синтеза допированных углеродных материалов из легкодоступного сырья. Показано, что полученные катализаторы демонстрируют активность, сопоставимую с коммерческими аналогами, что подтверждает их перспективность для практического применения. Установлено, что в изученных системах каталитическая активность определяется синергетическим сочетанием морфологических характеристик носителя (площадь поверхности, распределение дефектов) и его химической модификации (допирование гетероатомами P, N, S).
4. Создана систематизированная база данных СЭМ-изображений с упорядоченным и неупорядоченным распределением металлических наночастиц на поверхности углеродных материалов. На её основе разработан и апробирован новый метод диагностики углеродных подложек, основанный на использовании палладиевых наночастиц в качестве маркеров дефектов. Впервые предложен подход к количественной оценке дефектности поверхности и создан алгоритмический комплекс машинного обучения, обеспечивающий автоматическую разметку изображений, идентификацию дефектов (границы зёрен, точечные дефекты, изгибы графеновых слоёв) и определение степени упорядоченности наночастиц.
5. Проведено комплексное исследование стабильности нанесённых катализаторов в процессе каталитических реакций кросс-сочетания. С использованием физико-химических методов изучены процессы дезактивации, включая вымывание палладия и агломерацию наночастиц. Установлено, что долговременная стабильность каталитической системы напрямую определяется исходным распределением металлических частиц, которое, в свою очередь, задаётся структурными особенностями углеродного носителя.
В ходе заседания диссертационного совета ИОХ РАН Вере Черепановой присудили ученую степень кандидата химических наук по специальности 1.4.4. – «физическая химия».