ОБЪЕДИНЯЯ ПРОТИВОПОЛОЖНОСТИ
4 февраля доктору химических наук В.Садыкову, заведующему
лабораторией катализаторов глубокого окисления Института катализа
СО РАН им. Г.К.Борескова, исполняется 50 лет.
В.Садыков -- выпускник ФМШ, в 1973 году закончил ФЕН НГУ, и с тех
пор работает в институте. Накануне юбилея наш корреспондент
Л.Юдина побеседовала с Владиславом Александровичем.
-- Область ваших научных интересов?
-- Каталитические процессы окисления. Они широко используются как для
защиты окружающей среды (очистка выбросов промышленных
предприятий, автотранспорта), так и в крупномасштабных
промышленных процессах, например, для получения азотной и серной
кислот, органических полупродуктов, необходимых для производства
различных синтетических волокон и др. Поэтому важность данного
направления в фундаментальном и прикладном аспектах несомненна.
Практически все ведущие каталитические центры мира занимаются
процессами окисления. В Институте катализа такие работы
проводятся со времени основания. Первый директор института,
академик Г.Боресков непосредственно определял их развитие. И
сейчас каталитическое окисление входит в тематику ряда
лабораторий института, в том числе -- нашей.
-- Что бы вы прежде всего вписали в свой научный актив?
В фундаментальном плане наибольшим нашим достижением можно
считать установление роли дефектов для реакций глубокого
окисления на оксидных катализаторах.
Исторически вопрос о роли дефектов рассматривался с диаметрально
противоположных позиций. Согласно концепции, выдвинутой классиком
катализа Тэйлором и развиваемой у нас другим классиком Рогинским,
активные центры в катализе связаны преимущественно с дефектами.
Другая концепция (Ипатьев, Боресков) утверждала, что
каталитические свойства твердых тел определяются в основном
химическим составом поверхности, влияющим, в первую очередь, на
прочность связи реагентов (кислорода для реакций окисления), а
дефекты, если они исходно и имеются, исчезают (отжигаются) под
воздействием реакционной среды.
-- Удалось объединить противоположности?
-- Использование современных физических методов изучения объема и
поверхности твердых тел в сочетании с детальными кинетическими (в
том числе, нестационарными) исследованиями и теоретическим
анализом структуры поверхности оксидов и энергетики адсорбции
реагентов позволили решить эту проблему для оксидных систем. Мы
показали, что точечные дефекты, как правило, не влияют на
стационарную каталитическую активность оксидов.
Для ряда оксидных систем, отличающихся стабильностью решетки и
узкими областями гомогенности, наиболее активные центры
поверхности оказались связанными с местами выхода достаточно
устойчивых протяженных дефектов (дислокаций, двойников, дефектов
упаковки, межблочных и межфазных границ). При этом в таких местах
происходит изменение химизма поверхности (их локального состава и
структуры), что приводит к изменению прочности связи кислорода с
дефектными центрами в сравнении с регулярными.
Состав и свойства таких дефектных участков (кластерных дефектных
центров) окончательно формируются под воздействием реакционной
среды, что отражается в специфическом характере кинетических
зависимостей для реакций каталитического окисления. Таким
образом, реальное описание состояния поверхности твердых оксидных
систем и природы ее активности соответствует диалектическому
объединению концепций, развивавшихся Рогинским и Боресковым.
В практическом плане наиболее значительным достижением следует
считать разработку блочных оксидных катализаторов второй ступени
окисления аммиака в оксиды азота в агрегатах производства слабой
азотной кислоты под давлением. Разработки в области создания
блочных катализаторов для высокотемпературных процессов окисления
отмечены премиями Всероссийского выставочного центра,
международных конференций и выставок.
Эффективное сотрудничество коллектива ИК СО РАН со специалистами
ОАО "ГИАП", Химфака МГУ, ОАО "Азот" в гг. Березники, Череповец,
Невинномысск позволило успешно решить проблему внедрения
технологии двухступенчатого окисления аммиака, что было отмечено
премией правительства Российской федерации по науке и технике в
1999 году. Сейчас мы интенсивно занимаемся разработкой новых
эффективных процессов переработки метана в синтез-газ (смесь
оксида углерода и водорода), который используется как сырье в
ряде крупномасштабных химических производств (синтез аммиака,
метанола, новые процессы получения синтетических жидких топлив из
природного газа), а также в металлургии для прямого
восстановления руд. Известные способы паровой и углекислотной
конверсии метана имеют такие недостатки, как большие
энергозатраты, капиталоемкость, громоздкость оборудования,
вредные выбросы, зауглероживание катализаторов и т.д. Новый
процесс селективного окисления метана кислородом в синтез-газ при
малых временах контакта на блочных катализаторах лишен этих
недостатков.
Помимо разработки новых типов носителей и катализаторов для этого
процесса, большое внимание уделяется также изучению его механизма
и кинетических закономерностей, что позволит оптимизировать
параметры процесса и способ организации каталитического слоя. Мы
надеемся в ближайшие годы внедрить процесс в промышленность.
Еще один новый метод переработки метана -- его селективное
окисление в синтез-газ кислородом решетки оксидного катализатора
с последующим реокислением оксида водой или диоксидом углерода с
образованием дополнительно водорода или оксида углерода.
Преимущество метода -- он позволяет избежать дорогостоящего
процесса выделения кислорода из воздуха. Нам удалось найти
составы оксидов с высокой подвижностью кислорода решетки,
устойчивые в таких циклических окислительно-восстановительных
процессах. Надеемся, что и эту работу удастся довести до
практики.
-- Кого вы называете своими учителями?
-- Прежде всего, академика Георгия Константиновича Борескова,
научный стиль которого отличался последовательным применением
термодинамического подхода к анализу явлений гетерогенного
катализа. Большое влияние оказали также длительные творческие
контакты с профессором А. Розовским (ИНХС РАН, Москва), который
известен своим вкладом в развитие основ химии поверхности
оксидных систем и кинетики гетерогенных реакций. В концептуальном
плане подходы, развиваемые сотрудником Института катализа
Н.Булгаковым, определили методологию нашего подхода к анализу
реальной структуры поверхности катализаторов.
-- Какой вклад внесен вами в подготовку научных кадров?
-- Мною подготовлено пять кандидатов наук, трое из них эффективно
работают сейчас в лаборатории. Занимаюсь новыми аспирантами и
соискателями. Более чем за 20 лет преподавания по
совместительству в НГУ (химическая термодинамика) через мои
семинары и лекции прошло множество студентов. Так что учеников
хватает!
-- Ваши взгляды на будущее науки, которой вы занимаетесь.
-- Современная тенденция развития гетерогенного катализа, как и
материаловедения, в более широком плане, связана с разработкой
новых наноструктурированных материалов, обладающих комплексом
уникальных свойств. Есть все основания полагать, что она будет
преобладающей в ближайшие десятилетия. Тенденция включает в себя
разработку новых методов синтеза с использованием самоорганизации
систем на нано- и мезоуровнях, что представляется одной из
интереснейших задач для научных основ приготовления
катализаторов.
* * *
С юбилеем, Владислав Александрович! Желаем побольше удач и
радостных мгновений в жизни и творчестве!
стр.
| 
