ОТКЛИКАЯСЬ НА ТРЕБОВАНИЯ ВРЕМЕНИ
60 лет исполнилось заведующему лабораторией экологического катализа ИК им. Г.К. Борескова СО РАН доктору химических наук, профессору Зинферу Ришатовичу Исмагилову.
Л. Юдина, «НВС»
Вся научная жизнь Зинфера Исмагилова связана с одним учреждением — Институтом катализа Сибирского отделения. Еще со времен учебы в Новосибирском государственном университете он стал почти штатным сотрудником ИК — много времени проводил в лабораториях. В 1969 году, закончив НГУ, окончательно «закрепился» в коллективе. Как говорит сам Зинфер Ришатович, выбрал один раз и — навсегда.
Прошедшие трудовые годы (без малого сорок лет) для ученого были успешными. Двадцать пять лет из них он руководит лабораторией, его называют в числе тех, кто внес существенный вклад в создание принципиально новых катализаторов и каталитических технологий. О том, что научные результаты З. Исмагилова были неоднократно оценены, говорит и тот факт, что ему присвоено звание «Заслуженный деятель науки РФ», «Изобретатель СССР»; он лауреат премии им. В.А. Коптюга.
— Зинфер Ришатович, лаборатория много работает над поиском средств и возможностей защиты окружающей среды. Что удалось сделать?
— Можно выделить четыре основных направления наших исследований в решении экологических проблем: энергетика, транспорт, нефтегазовый комплекс и промышленные выбросы.
В энергетике, с одной стороны, это очистка дымовых газов от оксидов азота путем селективного каталитического восстановления на сотовых блочных катализаторах, т.е. очистка существующих выбросов, с другой — применение катализаторов для сжигания топлива — предотвращение образования вредных веществ в самом процессе.
В конце 1980-х годов правительством был поставлен вопрос о необходимости использования блочных сотовых катализаторов для очистки дымовых газов ТЭЦ. Институт катализа определили головной организацией в решении проблемы. Были разработаны научные основы изготовления блочных носителей и катализаторов, увенчавшиеся созданием первого отечественного производства в Перми. Изменение экономической ситуации в те годы не позволило развернуть строительство серийного производства катализаторов для восстановления оксидов азота в дымовых газах. Однако наработанные катализаторы впоследствии успешно использовались в установках экологически чистого двухстадийного сжигания топлив, и эти исследования дали мощный толчок другим работам по блочным катализаторам в институте.
Исследования по беспламенному экологически чистому каталитическому сжиганию топлив в нашей стране в основном были поставлены академиком Г. К. Боресковым.
Начиная с 1980-х годов теория и практика каталитического сжигания топлив развивается как в Институте катализа, так и во многих лабораториях мира. За это время мы разработали катализаторы на носителях разной геометрической конфигурации: сферические гранулы, цилиндрические и кольцеобразные экструдаты, металлические блоки, керамические блоки, высокопроницаемые ячеистые материалы, металлические сетки, керамические волокнистые маты и стеклотканные материалы. Они предназначены для использования в четырех технологиях.
В каталитических генераторах тепла (КГТ) удалось уничтожать опасные органические отходы, такие, как крайне токсичное жидкое ракетное топливо 1,1-диметилгидразин, утилизировать смешанные радиоактивные органические отходы, содержащие радионуклиды, путем их каталитического сжигания в КГТ, осуществлять пиролиз и газификацию биомассы.
Каталитические теплогенераторы КТГ — это установки двухстадийного каталитического сжигания углеводородных топлив. Тепловые генераторы мощностью от 10 до 500 кВт могут быть успешно использованы для обогрева различных помещений: теплиц, складов, гаражей, цехов; для подкормки растений диоксидом углерода и для создания защитной атмосферы в овощехранилищах. Коэффициент полезного использования теплоты для данной разработки составляет не менее 99 %. Десять теплиц ОАО «Приобский», каждая по 800 кв. м, уже четвертый сезон отапливаются нашими генераторами.
Перспективное направление в энергетике — беспламенное каталитическое сжигание топлив в газовых турбинах. Здесь можно достичь очень высоких экологических показателей процесса, заметного снижения эмиссии загрязняющих атмосферу веществ — оксидов азота и продуктов неполного окисления углеводородов. Наши исследования по созданию катализаторов для камер сгорания газовых турбин начаты в связи с возникшими потребностями децентрализованного и экологически безопасного энергоснабжения. Исследования, выполненные в нашем институте и в Центральном институте авиационного моторостроения им. П.И. Баранова (ЦИАМ), показали возможность создания на базе отечественных технологий, обладающих уникальными экологическими характеристиками, эффективных каталитических камер сгорания для современных газотурбинных установок регенеративного цикла, предназначенных для использования в децентрализованном энергоснабжении.
— Что связывает вас с нефтегазовым комплексом?
— Основная экологическая проблема там — подавление выбросов сероводорода как в местах добычи, так и на газо- и нефтеперерабатывающих заводах. Исследования каталитических методов конверсии сероводорода впервые серьезно были востребованы в 1980-х годах в связи с расширением добычи и переработки природного газа и попутных нефтяных газов с высоким содержанием сероводорода. Первоначально к.х.н. С. Р. Хайрулин изучил кинетику и механизм прямого одностадийного окисления сероводорода в серу. Затем вместе с М.А. Керженцевым разработали два варианта промышленной технологии процесса в аппаратах с псевдоожиженным слоем катализатора для высоких концентраций и с неподвижным блочным катализатором для низких концентраций сероводорода. Созданы и успешно испытаны с десяток опытных установок на предприятиях Республики Татарстан, Астрахани, Оренбурга и Уфы. В настоящее время идут испытания опытно-промышленной установки очистки попутных нефтяных газов на одном из предприятий «Татнефти».
В последние годы мы серьезно начали заниматься сложной и запущенной проблемой нейтрализации выбросов сернистых газов медеплавильных печей на «Норникеле». Предложили технологию восстановления сернистых газов на новых катализаторах, разработали катализаторы, изготовили и поставили пилотную установку в Норильск. Однако, как в целом по стране, так и в больших компаниях экологические вопросы продолжают решаться по остаточному принципу. Больше года ждем монтажа установки для испытания.
— Зинфер Ришатович, довольно молодым специалистом вы отправились в престижную зарубежную командировку в Хьюстон, в Университет Райса. Случай по тем временам не столь обычный. Цель оправдала средства?
— Как вы знаете, в конце семидесятых администрация Никсона пошла на беспрецедентное сближение с СССР в области научно-технического сотрудничества, было подписано соглашение об обмене учеными по десяти приоритетным направлениям. Благодаря высокому международному авторитету академика Г. К. Борескова и его активным действиям тема «Химический катализ» попала в число этих десяти, и многие наши молодые ученые смогли от 6 до 12 месяцев поработать в самых передовых лабораториях США. Георгий Константинович в 1976 г. предложил мне поехать по этой программе на 6 месяцев, но по семейным обстоятельствам я не смог. И только через два года оказался в лаборатории профессора Джо Хайтауэра в Университете Райса в Хьюстоне. Там я ознакомился с малоизвестными для нас тогда сотовыми блочными катализаторами (профессор Хайтауэр был одним из ключевых авторов в разработке и внедрении автомобильных нейтрализаторов в США), и мы с ним выполнили исследования наноструктурированных катализаторов на цеолитах. Результаты сразу были опубликованы в «Journal of Catalysis» и представлены устным докладом на 7-м Международном конгрессе по катализу в Токио в 1980 году.
Георгий Константинович, удовлетворенный успешной работой, предложил поехать в Токио, и я в составе делегации участвовал в работе конгресса. В дальнейшем эта тематика в нашей лаборатории развивалась в направлении синтеза и исследования медьзамещенных и молибдензамещенных ZSM-5 цеолитов. Систематические экспериментальные работы по синтезу катализаторов при тесном сотрудничестве с отделом физических методов института позволили установить специфические медьсодержащие линейные структуры в каналах цеолитов, условия их появления и каталитические свойства. Молодая сотрудница Светлана Яшник проявила чудеса трудолюбия и химическую интуицию и два года назад успешно защитила свою диссертацию.
— В последние годы вы занимались синтезом и изучением углеродных материалов различной структуры и морфологии. Нановолокна, нанотрубки, аморфный микропористный углерод — все это сейчас очень занимает умы исследователей. Есть ли интересные результаты?
— Скажу, что накоплен богатый опыт, изучены закономерности формирования углеродных нановолокон (УНВ) при разложении метана на монометаллических и сплавных катализаторах, детально исследованы их структурные и текстурные свойства. Разработанные наноуглеродные материалы использованы в качестве носителей для приготовления наноразмерных Pt катализаторов для катодов твердополимерных топливных элементов.
Одно из самых перспективных направлений — синтез азотсодержащих УНВ и их использование в качестве носителей катализаторов с низким содержанием платиновых металлов и катализаторов на основе переходных металлов для топливных элементов. Настя Шалагина в июле представила устный доклад на конгрессе «CARBON-70» в Сиэтле и завершает работу над диссертацией по этой теме под руководством с.н.с. О. Ю. Подъячевой. Проведены работы по синтезу и исследованию композитных углеродных материалов, включая УНВ, на стеклотканях, высокопористых ячеистых материалах (ВПЯМ) и сотовых блоках. Важно отметить: как и большинство наших проектов, эта тема выполняется в тесном сотрудничестве с институтами СО РАН — Институтом угля и углехимии, ИНХом, ИЯФом и др.
— Много ли сотрудничаете с зарубежными коллегами?
— Сегодня это обязательная составляющая научной деятельности. Контактов много. Когда в 1990-е годы финансирование экологических исследований в стране полностью прекратилось, мы вынужденно искали научные контакты с западными университетами, фирмами и фондами. Направляли сотрудников на длительные стажировки, пятеро из нашей лаборатории поработали в США по линии САБИТ, шесть — в Голландии по грантам NWO, трое — во Франции по грантам CNRS и.т.д. Международное сотрудничество крайне полезно в условиях глобализации. Это обмен идеями, результатами, прямой выход на экспериментальные методы, пока недоступные у нас, хорошая школа для молодежи и, конечно, постоянный самоконтроль соответствия мировым стандартам.
В последние годы новое и чрезвычайно интересное направление — создание и исследование каталитических микрореакторов. Совместно с Технологическим университетом Эйндховена нами выполнен проект по созданию микрореактора для каталитического сжигания токсичного ракетного топлива несимметричного диметилгидразина. В рамках этого проекта разработаны оригинальные методы нанесения прочных каталитических покрытий, состоящих из благородных металлов и оксидов переходных металлов, на плоские и микроструктурированные металлические поверхности.
Затем был изготовлен микрореактор и проведены его успешные испытания у нас в институте. В настоящее время наша аспирантка Лидия Протасова находится в Голландии, осваивает новые методы нанесения катализаторов и исследует приготовленные в ИК образцы. Ее результаты будут использованы при создании каталитических микрореакторов для процессов тонкого органического синтеза и получения водорода в составе миниатюрных топливных элементов.
Зарубежные поездки становятся все более затратными, но, учитывая важность научных контактов, мы стараемся участвовать во всех значимых конференциях и конгрессах по катализу и экологическому катализу. Наши сотрудники выступали с пленарными и устными докладами на Международных конгрессах: Токио (1980), Калгари (1988), Будапешт (1992), Балтимор (1996), Гранада (2000), Париж(2004) и на Европейских конгрессах: Маастрихт (1995), Краков (1997), Римини (1999), Лимерик (2001), Инсбрук (2003); София (2005), Хельсинки (2007), а также на Всемирных и Европейских конгрессах по экологическому катализу в Пизе (1995), Майами (1999), Майори (2001).
— Вы руководите несколькими международными проектами. Это направление деятельности увлекает вас?
— В 1992 году наша лаборатория, первая в институте, начала сотрудничество с Международным научно-техническим центром (МНТЦ) и успешно руководила проектом № 110. В настоящее время выполняем проект 2799р «Разработка технологии производства новых эффективных катализаторов на основе сырья из оксидов обедненного урана» с СХК, ВНИПИЭТ и другими организациями Росатома. Здесь решаем две экологические задачи: утилизация и полезное использование обедненного урана, создание принципиально новых катализаторов для обезвреживания вредных выбросов. Два урансодержащих катализатора патентуются. Успех работы обеспечивается высокой квалификацией Н. В. Шикиной, В. В. Кузнецова и участием аспирантки Светланы Кунцевич.
Мы также были первыми из каталитиков в становлении совместных проектов с Нидерландской организацией по научным исследованиям-NWO. Успешно завершены несколько проектов с NEDO (Япония), получен совместный патент в Японии. Выступили организаторами ряда крупных международных форумов. В настоящее время участвуем в проектах МНТЦ, INTAS и NWO.
Думаю, уместно отметить, что международные проекты и гранты не являются нашей самоцелью, они сыграли свою положительную роль и имеют определенную нишу. Экономика страны поднимается, и заметно увеличивается научная и финансовая значимость российских грантов и контрактов. В связи с этим считаю необходимым подчеркнуть, что мы получаем постоянную поддержку дирекции института и директора академика В. Н. Пармона.
— Много лет вы преподавали на кафедре физической химии НГУ. У вас в лаборатории всегда много молодежи, аспирантов. Что считаете главным при общении с молодыми?
— Знаете, за годы работы в институте я выпустил двадцать кандидатов и двух докторов наук, часть из них — в годы советской власти, когда общий уровень подготовки молодежи был достаточно высоким. После десятилетия безобразий в области «остепенения» сейчас ситуация идет к некоторой стабилизации. Причем, можно увидеть заметное расслоение среди молодежи. Есть очень сильные, имеющие доступ к современному оборудованию и контакты с передовыми западными лабораториями, просто высочайшего класса ребята, как по уровню подготовки, так и по уровню дохода. В то же время — крайне слабо подготовленные студенты и аспиранты. Они пытаются компенсировать свои слабые знания компиляциями из Интернета без всякого понимания предмета и сути задачи, это такой негативный феномен — «интернетовские дети». Продвинутая же молодежь в полную силу использует огромные возможности сети для сбора информации и самообразования. Поэтому, как у всех, у нас в коллективе идет предварительный отбор и всесторонняя помощь активным молодым сотрудникам и аспирантам. Одна из наших молодых и талантливых сотрудниц Катя Матус в октябре успешно защитила кандидатскую: она синтезировала наноразмерные молибденовые катализаторы на цеолитах и выполнила изящное исследование превращения «инертного» метана в бензол.
— Чем любите заниматься, когда выпадает свободная минуточка?
— Я могу только присоединиться к известному выражению, что моя работа — научная деятельность и мое свободное времяпрепровождение счастливо совпадают.
* * *
А еще можно добавить, что времени на «свободное времяпровождение» не так много остается. В графике работы ученого множество командировок по делам службы — и по стране, и за ее пределами. За 2007 год, например, налетал 55 тысяч миль. Очень стремительный ритм жизни! И обороты сбавлять нельзя — работы много.
стр. 9
| 
