Синтез каталитически активных моно- и полиядерных соединений металлов V-VIII групп (низкомолекулярные кластеры, гигантские кластеры и наночастицы этих металлов). Изучение их физико-химических, в первую очередь каталитических, свойств.
Получение из спиртов углеводородов разветвленного строения – высокооктановых компонентов моторного топлива. Поиск каталитических систем и выбор оптимальных условий процесса.
Окислительные превращения метана и высших алканов в высокотехнологичные коммерчески ценные продукты (например, диметиловый эфир). Поиск высокоселективных путей.
Теоретическое и экспериментальное изучение природы химической связи О-О в комплексах координационных соединений и механизм реакций молекулярного окисления пероксидными соединениями. Теоретическое и экспериментальное изучение.
Поиск каталитически активных композиций, в том числе наноструктур, позволяющих осуществлять конверсию парниковых газов – метана и углекислоты – с целью получения коммерчески ценного синтез-газа, топливного водорода и электроэнергии.
Наиболее значимые результаты
Найдены новые высокоэффективные и селективные катализаторы углекислотной конверсии метана. Новые контакты позволяют создать энергохимические блоки, производящие на базе метана электроэнергию и топливный водород, что открывает новые перспективы для перехода автотранспорта с углеводородного топлива на экологически чистое.
Выполнены принципиально важные исследования по кинетике и механизму ряда реакций с участием гидропероксидов, позволившие понять пути участия синглетного дикислорода и озона, координированных на ванадии(V), в окислении углеводородных и перфторированных алканов, аренов и алкенов. Квантовохимическими методами показано, что трипероксокомплекс [V(ηO2)3]- изомеризуется в неожиданно более стабильный комплекс [V(=O)(ηO2)(O3)]-, содержащий O3-группу в качестве бидентатного лиганда. Эта реакция, как оказалось, протекает через два промежуточных комплекса, которые могут переносить как синглетный дикислород, так и атом кислорода на молекулу субстрата.
Впервые синтезированы и структурно охарактеризованы методом рентгеноструктурного анализа монокристаллы более 30 полиядерных комплексов двух- и трехвалентных металлов VIII группы – палладия(II), платины(II), никеля(II), кобальта(II) и (III), железа(II) и (III) с карбоксилатными лигандами – ацетат, пивалат, изобутират, S(+)-2-метилбутират.
Сотрудники лаборатории
1. Якушев Илья Аркадьевич
зав. лаб. к.х.н., с.н.с.
2. Варгафтик Михаил Натанович
г.н.с., д.х.н.
3. Родникова Маргарита Николаевна
г.н.с., д.х.н.
4. Черкашина Наталья Викторовна
с.н.с., к.х.н.
5. Сироткин Дмитрий Анатольевич
н.с., к.х.н.
6. Попова Анна Сергеевна
м.н.с.
7. Гусев Юрий Петрович
вед. техн.
8. Иванова Наталья Сергеевна
техн.
9. Огаркова Надежда Константиновна
ст. лаборант-исследователь
10. Сосунов Егор Александрович
ст. лаборант-исследователь
Наиболее значимые публикации
А.Г. Дедов, А.С. Локтев, Е.А. Исаева, А.А. Караваев, Ю.Н. Киташов, С.В. Маркин, А.Е. Баранчиков, В.К. Иванов, И.И. Моисеев. Гидроконверсия рапсового масла в углеводороды на микро-мезопористых материалах MFI/MCM-41, синтезированных гидротермально-микроволновым методом // Нефтехимия. 2017. Т. 57 (4). С. 415-422.
А.А. Марков, И.А. Якушев, А.В. Чураков, И.П. Столяров, Н.В. Черкашина, А.Б. Корнев, М.Н. Варгафтик, А.Е. Гехман, И.И. Моисеев. Необычные комплексы платины в газовой фазе // Доклады Академии наук. 2016. Т. 468 (2). С. 175-178.
И.И. Моисеев. Биотехнология штурмует высоты нефтехимии // Кинетика и катализ. 2016. Т. 57 (4). С. 411-428.
А.Г. Дедов, А.С. Локтев, Г.Н. Мазо, Д.А. Комиссаренко, О.А. Шляхтин, И.Е. Мухин, Н.А. Спесивцев, И.И. Моисеев. Высокоэффективные каталитические материалы для углекислотной конверсии метана // Доклады Академии наук. 2015. Т. 462 (1). С. 58-62.
Ellert, N.N. Efimov, S.E. Nefedov, V.M. Novotortsev, M.N. Vargaftik, I.I. Moiseev. Platinum acetate blue: synthesis and characterization // Inorganic Chemistry. 2014. V. 53. p. 8397-8406.
А.В. Чистяков, М.А. Губанов, В.Ю. Мурзин, П.А. Жарова, М.В. Цодиков, В.В. Кривенцов, А.Е. Гехман, И.И. Моисеев. Превращение этанола в углеводородные компоненты топлив в присутствии Pd-Zn содержащих катализаторов // Известия Академии наук. Серия химическая. 2014. Т. 1. С. 88-93.
И.И. Моисеев. «Зеленая химия»: траектория развития // Успехи химии. 2013. Т. 82 (7). С. 616-623.
A.A. Markov, S.P. Dolin, N.I. Moiseeva, A.E. Gekhman, I.I. Moiseev. Oxidative transformations in the VV/H2O2/RCOOH system // Mendeleev Communications. 2009. V. 19 (4). p. 175-181.
Н.Ю. Козицына, С.Е. Нефедов, Ж.В. Доброхотова, В.Н. Икорский, И.П. Столяров, М.Н. Варгафтик, И.И. Моисеев. Путь к наноразмерным гетероядерным кластерам: взгляд с позиций координационной химии // Российские нанотехнологии. 2008. Т. 3 (3-4). С. 100-114.
Награды и премии
М.Н. Варгафтик – премия им. Л.А. Чугаева (2012 г.)
И.И. Моисеев – орден Дружбы (2009 г.), премия Правительства РФ в области науки и техники (2011 г.), Демидовская премия (2012 г.), премия им. Л.А. Чугаева (2012 г.)
И.А. Якушев - Премия им. Ю.Т. Стручкова (2019 г.), Лауреат Конкурса научных работ имени академика И.И. Черняева (2020 г.)
Гранты и проекты
Гранты Российского научного фонда
18-73-10206 «Комплексы платиновых металлов с гетерометаллсодержащими лигандами: синтез, строение, термохимия и каталитические свойства» (2018-2021 гг.)
Гранты Российского фонда фундаментальных исследований
18-03-00228-а «Синтез и исследование гетерометаллических карбоксилатных комплексов платины(II) с переходными и непереходными металлами: изучение реакционной способности и каталитических возможностей» (2018-2020 гг.)
18-33-00632-а «Гетерометаллические комплексы палладия и платины: синтез, строение и каталитические свойства» (2018-2019 гг.)
17-03-00355-а «Реакции комплексов платины и палладия с алканами, алкенами и их производными в газовой фазе» (2017-2019 гг.)
15-03-07652-а «Карбоксилатные комплексы платины – новые возможности синтеза и каталитических превращений углеводородов» (2015-2017 гг.)
15-53-45134-а «Механизм переноса окислителя на молекулу субстрата в гидропероксидном окислении» (2015-2016 гг.)
12-03-00917-а «Платиновая ацетатная синь – новый исходный реагент для синтеза гомо- и гетерометаллических комплексов» (2012-2014 гг.)
12-03-31325-мол_а «Карбоксилатные комплексы платины и палладия: синтез, геометрическая структура и электронное строение» (2012-2013 гг.)
09-03-00514-а «Термические и редокс-превращения гетеробиметаллических карбоксилатных комплексов палладия и платины, содержащих 3d, 4-6s и 4f металлы, – путь к смешанно-металлическим нанокластерам и наноматериалам» (2009-2011 гг.)
09-03-12114-офи_м «Наноразмерные гетерометаллические комплексы и материалы на основе палладия» (2009-2011 гг.)
Гранты Президента РФ для поддержки ведущих научных школ и молодых ученых
ФЦП 14.575.21.0052 «Разработка современных технологий производства компонентов моторных топлив и базовых элементов нефтехимии из биомассы водорослей» (2014-2016 гг.)
НШ-5232.2012.3 «Катализ и катализаторы для энергогенерирующих и энергосберегающих систем. Возобновляемые ресурсы» (2012-2013 гг.)
МК-6342.2012.3 «Активные интермедиаты важнейших каталитических реакций: квантово-химическое моделирование» (2012-2013 гг.)
НШ-65264.2010.3 «Катализ и катализаторы для энергогенерирующих и энергосберегающих систем» (2010-2011 гг.)
НШ-1733.2008.3 «Комплексы и наноразмерные структуры в катализе» (2008-2009 гг.)
Научное сотрудничество
Институт нефтехимического синтеза им. А.В. Топчиева РАН (г. Москва)
Институт органической химии им. Н.Д. Зелинского РАН (г. Москва)
Институт проблем химической физики РАН (Московская область, г. Черноголовка)
Институт структурной макрокинетики и проблем материаловедения им. А.Г. Мержанова РА (Московская область, г. Черноголовка)
Национальный исследовательский центр «Курчатовский институт» (г. Москва)
Московский физико-технический институт (государственный университет) (г. Москва)
Российский государственный университет нефти и газа (национальный исследовательский университет) им. И.М. Губкина (г. Москва)
