Том 66, № 4 (2025)

Впервые показана возможность использования бактериальной лакказы как биокатализатора реакции окисления феруловой кислоты (ФК) в процессе нуклеофильной кросс-сшивки хитозана в нейтральной среде для будущего применения в медицине и пищевой промышленности. Предложены условия, при которых удается обеспечить высокую степень сшивки хитозана (до 85%). С использованием квантово-химического моделирования и спектральных методов анализа установлено, что наиболее вероятным механизмом нуклеофильного взаимодействия аминогрупп хитозана с феноксильным радикалом – продуктом окисления ФК – является присоединение по Михаэлю с последующей рекомбинацией радикалов с образованием кросс-сшивок в виде димеров ФК по β-положению с сохранением феноксильных групп.

Каталитический пиролиз рассматривается как один из эффективных способов переработки легких углеводородов C₂₊. В работе приготовлен Ni−Sn-катализатор методом механохимического сплавления и изучено влияние температуры (600–750°C) на особенности процесса разложения смеси алканов C₂−C₄ с получением углеродного наноматериала. Ni−Sn-система характеризуется высоким выходом углерода – свыше 300 г_C/г_кат при T > 710°C. Значение эффективной энергии активации реакции составило 140 ± 5 кДж/моль. Исследовано влияние температуры каталитического пиролиза на морфологию, структуру и текстурные характеристики образовавшегося углеродного наноматериала. Независимо от температуры процесса продукт представляет собой нановолокна толщиной от 5 до 100 нм. Материал характеризуется высокими удельной поверхностью (до 450 м²/г) и объемом пор (до 0.80 см³/г).

Исследованы кинетические закономерности роста углеродных нановолокон (УНВ) на катализаторе Ni–Cu–Al₂O₃ в реакции разложения метана. Катализатор был приготовлен методом механохимической активации в планетарной мельнице Активатор-2S. Зависимость каталитической активности Ni–Cu-сплава от концентрации водорода (0–28 об. %) в составе разлагаемой смеси (CH₄/H₂) изучали в проточной гравиметрической установке с весами Мак-Бейна. Показано, что в отсутствие водорода происходит быстрое снижение скорости накопления УНВ. Введение 10 об. % водорода в состав реакционной смеси позволяет стабилизировать скорость образования УНВ на протяжении 90 мин реакции (600°C, выход УНВ – 41.4 г/г_кат). Оценен наблюдаемый порядок реакции по водороду, который составил –0.18 при малых концентрациях H₂ (0–16 об. %) и –1.5 при его более высоком содержании в составе реакционной смеси (16–28 об. %). Исследовано влияние температуры пиролиза на характер кинетики накопления УНВ в интервале 550–700°C. Определены значения наблюдаемой энергии активации (E_a) на различных временных интервалах процесса. Найдено, что E_a не зависит от наличия водорода в составе реакционной смеси. Морфология и структура образцов УНВ, полученных при различном содержании водорода в составе реакционной смеси, изучена методом просвечивающей электронной микроскопии. Показано, что с ростом концентрации водорода наблюдается тенденция к образованию более крупных УНВ с дефектной структурой. Текстурные характеристики углеродного материала были измерены методом адсорбции аргона при 87 К. Удельная поверхность УНВ варьируется от 90 до 150 м²/г в зависимости от условий реакции. Полученные результаты могут быть использованы при разработке математической модели реактора каталитического пиролиза метана.

В настоящей работе продемонстрированы преимущества метода лазерного электродиспергирования (ЛЭД) для синтеза высокоактивных катализаторов “корочкового” типа, включающих покрытия из аморфных наночастиц Pd и Pt. На примерах полного и избирательного окисления СО (СО-ТОХ и СО-PROX) в разных условиях проведен сравнительный анализ полученных недавно данных по строению и каталитическому поведению высокодисперсных наночастиц Pd и Pt, осажденных на углеродные, оксидные и алюмосиликатные носители с использованием метода ЛЭД. Свойства таких образцов с пониженным содержанием металлов (до 10^–3 мас. %) сопоставлены с характеристиками нанесенных катализаторов, приготовленных стандартным методом пропитки. Выявлены особенности строения и поведения катализаторов ЛЭД, обусловленные высокой дисперсностью и аморфным состоянием металлических наночастиц.