Лаборатория каталитических исследований ТГУ

Развитие Лаборатории каталитических исследований тесно связано с кафедрой физической химии ТГУ, которая была основана в 1927 году. С 1938 до 1941 г. кафедрой руководил доцент Сергей Михайлович  Петров, который вместе со своей женой Людмилой Григорьевной  Майдановской  перешел из Сибирского физико-технического института. Научное направление, развиваемое в их работах, было связано с адсорбцией простых газов (водород, кислород) на оксидах металлов.  С 1941 до 1971 года кафедрой заведовала Л.Г. Майдановская. Интенсивное развитие научных направлений на кафедре было связано с открытием на факультете и на кафедре физической химии аспирантуры. В 1959 году состоялся первый приём аспирантов (10 человек). На кафедре в аспирантуру была принята Л.Н. Курина, выпускница 1955 года. Затем аспирантуру кафедры под руководством Л.Г. Майдановской прошли: И.А. Кировская, Т.С. Минакова, В.С. Ларичева, Н.Н.  Судакова, В.Н. Белоусова,  Т.В. Скрипко, Н.И. Петрова, О.И.  Коробкова, Л.П.  Шиляева.  Накопленный экспериментальный материал был обобщен Л.Г. Майдановской в 1967 г. в докторской диссертации на тему «О взаимосвязи адсорбционно-каталитических и других физико-химических свойств некоторых катализаторов в реакциях разложения и окисления спиртов». В работе были обобщены материалы по адсорбции Н₂, О₂, СО на оксидах, сульфидах, полупроводниках изоэлектронного ряда германия. Изучено влияние адсорбированных газов на электрические и полупроводниковые свойства соединений. Была установлена взаимосвязь между электрофизическими и каталитическими свойствами многих соединений. Научные направления в области катализа и адсорбции, заложенные Л.Г. Майдановской, продолжают свое развитие в лаборатории и по сегодняшний день. Учениками Л.Г. Майдановской развивались два направления: связанные с адсорбцией газов и паров (И.А. Кировская, Т.С. Минакова, О.С. Ларичева и другие) и с вопросами каталитического окисления (Л.И. Курина, Н.И. Петрова, Н.Н. Судакова и другие).

С  1965 года на кафедре физической химии ТГУ под руководством Л.Н. Куриной начали проводиться исследования, имеющие научное и прикладное значение в области каталитического окисления спиртов на оксидных и металлических катализаторах. Приказом министра высшего и среднего специального образования СССР от 23 апреля 1965 г. № 116 было утверждено типовое положение об организации отраслевой научно-исследовательской лаборатории. Отраслевая научно-исследовательская лаборатория организовывалась в высшем учебном заведении в целях активного участия профессорско-преподавательского состава в решении конкретных актуальных научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ, выдвигаемых государственными и производственными комитетами, министерствами, ведомствами СССР и совнархозами. Традиционно студенты и аспиранты кафедры физической и коллоидной химии проводят свои научные исследования в лаборатории каталитических исследований. Тематика исследований в лаборатории была связана с вопросами физико-химического изучения оксидных и металлических катализаторов окисления низших спиртов, изучением широкого круга вопросов по механизму, кинетике процессов, углеотложению и характером взаимодействия продуктов с поверхностью катализаторов.

В период с 1965 г. по 1980 г. в лаборатории каталитических исследований была изучена широкая группа оксидных ванадийсодержащих катализаторов в окислении метанола в формальдегид. С 1967 г. велись исследования по подбору носителей для серебряного катализатора окисления метанола, способного заменить пемзосеребряный катализатор. Работы в этом направлении велись с Азербайджанским институтом нефти и химии и Новосибирским филиалом предприятия «Пластполимер» и др. Разработанный катализатор Ag/ФН после проверки комиссией «Союзхимпласт» с 1976 г. был рекомендован для внедрения на химических заводах страны. В течение ряда лет в лаборатории велись исследования процессов углеотложения, сопровождающих окисление спиртов на металлических катализаторах и приводящих к уменьшению срока службы катализатора. На основании проведенных исследований даны рекомендации ряду заводов страны (Завод «Свободный Труд», г. Ярославль, предприятие «Пластмасс», г. Нижний Тагил и др.) по использованию катализаторов.

С 1973 г. в лаборатории велись исследования по разработке процесса синтеза пентаэритрита, заключающегося в совмещении трех процессов в одну технологическую линию на Fe-Mo-катализаторах. Способ заключался в одновременном синтезе формальдегида и ацетальдегида путем совместного окисления смеси метанола и этанола на серебряном катализаторе и совмещенной технологической стадии синтеза пентаэритрита путем щелочной конденсации ацетальдегида с формальдегидом. С 1975 г. по заданию   Нижнетагильского завода пластмасс велись работы по синтезу новых полимеров на основе процессов сополимеризации альдегидов и были получены новые перспективные полимеры.

Изучен широкий круг вопросов, связанных с разработкой и физико-химическим изучением процесса окислительной димеризации метана, позволяющего синтезировать важнейший продукт химической промышленности – этилен. Проводится изучение процессов термического и окислительных превращений ряда углеводородов, ведущих к синтезу непредельных соединений. Научные работы, выполняемые в лаборатории, многие годы велись на основе хоздоговоров с заводами химической промышленности: химкомбинат, г. Северодонецк, завод СК, г. Тольятти, сланцехимический комбинат, Кивиыли г. Кивиыли, завод «Пластмасс», г. Нижний Тагил, завод «Свободный труд» г. Ярославль, Новосибирский филиал объединения «Пластполимер» и др. Результаты проведенных исследований в области каталитического окисления спиртов нашли отражение в диссертационных работах. Под руководством  профессора Л.Н. Куриной  защищено более 48 кандидатских и 4 докторских диссертации.

Сегодня лаборатория каталитических исследований, динамично развивающееся подразделение химического факультета под руководством д.ф-м.н. И.А. Курзиной, насчитывает более 70  сотрудников: из них 4 доктора наук; 13 кандидатов наук; 8 аспирантов; 5 магистранта; 18 студентов.

Основной целью коллектива лаборатории является осуществление научно-исследовательской деятельности в области химической кинетики, сорбции, катализа и синтеза новых материалов.

Основными видами деятельности являются научно-исследовательские и опытно-технологические работы:
- Проведение научных исследований и разработок по приоритетным государственным направлениям в области химии, химической технологии и катализа.
-Разработка способов синтеза новых и импортозамещающих веществ и материалов для химической, фармацевтической, сельскохозяйственной и военной промышленности.
-Обеспечение методического руководства подготовки и переподготовки в ТГУ специалистов в области химической кинетики и катализа, разработка и внедрение специальных курсов в области физической химии и катализа, организация повышения квалификации для специалистов.
-Проведение симпозиумов, семинаров, конференций в области катализа, химической кинетики, новых материалов.
-Разработка новых каталитических материалов и технологий на их основе, технологий создания катализаторов и усовершенствования существующих каталитических систем.
- Создание специализированных стендов для синтеза катализаторов, исследование каталитической активности различных материалов, создание полупромышленных каталитических установок.
-Развитие международного сотрудничества.
-Организация выставок, совещаний, конкурсов и презентаций.
-Внедрение результатов научных исследований  в промышленность совместно с инновационной инфраструктурой университета.
-Подготовка специалистов и кадров высшей квалификации (студентов, магистров, аспирантов, докторантов) на базе современного научного оборудования.

Научные исследования в лаборатории проводятся в тесном сотрудничестве с институтами РАН и вузами: Институтом катализа СО РАН, г.Новосибирск; Институтом проблем химии высокоэнергетических технологий, г. Бийск; ОАО «Федеральным научно-производственный центром «Алтай»; Сибирским государственным медицинским университетом; Институтом катализа (Лион, Франция) и др.

Сотрудники лаборатории принимают участие в организации и проведении симпозиумов, семинаров, конференций в области катализа («Катализ: от науки к промышленности»; «Перспективы развития фундаментальных наук» и др.). Кроме подготовки специалистов и кадров высшей квалификации (студентов, магистров, аспирантов, докторантов) в лаборатории ведется и переподготовка специалистов. За последние пять лет сотрудниками лаборатории опубликовано более 250 научных работ, защищены докторская (И.А. Курзина), 9 кандидатских (В.С. Мальков, О.В. Магаев, Л.В. Галактионова, М.А. Салаев, Н.И. Косова, Н.В. Дорофеева, Т.С. Харламова, А.А. Епифанова, Г.В. Мамонтов) и 13 магистерских диссертаций.

Высокие достижения сотрудников Лаборатории каталитических исследований ТГУ в период 2005-2012 гг. были отмечены более чем 40 почетными наградами, медалями и грамотами регионального и всероссийского уровней: медалью А. Нобеля «За достижения в изобретательстве» (Л.Н. Курина, 2007 г.); лауреата конкурса Администрации Томской области в сфере образования и науки (О.И. Сидорова, 2005 г.; О.В. Водянкина, 2009 г.; О.В. Магаев, 2009 г., В.С. Мальков, 2009 г.); Стали стипендиатом фонда Потанина (М.А. Салаев, 2007 г.); победил в конкурсе на получение гранта Фонда содействия развитию малых форм предприятий в научно-технической сфере (2008-2010 гг.), программа «СТАРТ»; награжден призом «Лучший молодой изобретатель»  Всемирной Организации Интеллектуальной Собственности (А.С. Князев, 2009 г.); он же стал лауреатом Премии государственной Думы Томской области для молодых ученых и юных дарований, 2009 г. и Государственной премии РФ для молодых ученых за выдающиеся работы в области науки и инноваций, 2009 г.; губернаторской стипендии Томской области для профессоров удостоена Л.Н. Курина, 2010 г.; дважды становился лауреатом конкурса «Человек года» в номинации «Лидерство» А.С. Князев в 2010 и 2011 гг.).

На базе лаборатории в 2006 г. был создан Центр коллективного пользования сорбционных и каталитических исследований. Центр оснащен уникальным исследовательским и аналитическим оборудованием и обладает несколькими единственными в России методиками анализа. Научная работа студентов, аспирантов и докторантов лаборатории ведется на оборудовании ЦКП. В разрабатываемых сотрудниками лаборатории курсах повышения квалификации и образовательных программах для студентов и магистрантов рассматриваются современные физико-химические методы анализа. Центр проводит многоуровневое обучение операторов оборудования и специалистов производственных, научно-исследовательских лабораторий и организаций.

На всех этапах своего развития одной из приоритетных задач лаборатории было внедрение результатов научных исследований и разрабатываемых технологий в промышленность. В 1970-1985 гг. при участии лаборатории каталитических исследований было осуществлено внедрение катализатора окисления метанола в формальдегид на пяти заводах СССР, в том числе в Кивиыле, Северо-Донецке, Томске и др. В 2008 году разработанный в лаборатории катализатор синтеза глиоксаля внедрен предприятием ООО «Глиоксаль-Т». В 2009 году предприятие ООО «Новохим» запустило производство глиоксаля мощностью 1000 тонн в год по технологии, разработанной в ЛКИ. В 2010-2012 гг. ОАО «ФНПЦ «Алтай» осуществляет строительство производства кристаллического глиоксаля для производства стратегических материалов на основе технологии ЛКИ. Основываясь на разработках лаборатории, оформленных в виде патентов и ноу-хау, было создано 6 малых инновационных предприятий: ООО «Новохим»;  ООО «Глиоксаль-Т»;  ООО «Альдо-Фарм»; ООО «Компахим»; ООО «Сибхим»; ЗАО «Альдомед»;

Высокие достижения в области науки и образования сотрудников лаборатории неоднократно отмечались дипломами и медалями Международного и Всероссийского уровней. В период 2008-2012 гг. сотрудниками лаборатории получено 23 медалей и дипломов: бронзовая медаль XI Московского международного салона инноваций инвестиций (2009 г.); Гран-при и золотая медаль XI Московского международного салона инноваций и инвестиций (2009 г.); золотая медаль XI Московского международного салона инноваций и инвестиций (2009 г.); медаль «Нефть. Газ. Геология» и диплом конкурса «Сибирские Афины» (2009 г.); диплом I степени и золотая медаль в номинации «Эффективность внедрения новых разработок, модернизация производства» (2010 г.); диплом I степени и золотая медаль за разработку «Технология получения сложных эфиров из промышленных отходов производства капролактама» (2010 г.); диплом I степени и золотая медаль в номинации «Лучший инновационный проект в области новых материалов и химических продуктов» (2010 г.); диплом и золотая медаль 5-й Биотехнологической выставки-ярмарки «РосБиоТех-2011» (2011 г.); диплом и малая золотая медаль в конкурсе «Золотая медаль ITE Сибирская ярмарка» (2011 г.),  диплом «За высокие достижения в сфере образования и науки, оказывающие эффективное влияние на развитие экономики и социальной сферы Томской области» по итогам конкурса на премию Томской области в сфере образования, науки, здравоохранения и культуры (2012 г.) и др.

Лаборатория каталитических исследований приглашает к сотрудничеству производителей и дистрибьюторов аналитического и исследовательского оборудования, сотрудников вузов, Исследовательских институтов,  предприятий, организаторов выставок, совещаний и конкурсов.