Размер шрифта
Цвет

Лаборатория химии высоких энергий и катализа

Лаборатория химии высоких энергий и катализа создана в 2006 путем выделения из лаборатории физико-химических проблем группы сотрудников, работавших под руководством д.х.н. Г. Л. Шарипова.

Кадровый состав

По состоянию на 01.03.2022 г. в лаборатории 11 сотрудников, в том числе:
  1. Шарипов Глюс Лябибович, д.х.н., профессор, заведующий лабораторией, главный научный сотрудник;
  2. Абдрахманов Айрат Маратович, к.ф.-м.н., старший научный сотрудник;
  3. Василюк Кристина Сергеевна, младший научный сотрудник;
  4. Газеева Дилара Радиковна, к.х.н., младший научный сотрудник;
  5. Галимов Дим Иршатович, к.ф.-м.н., старший научный сотрудник;
  6. Гареев Булат Махмутович, к.ф.-м.н., научный сотрудник;
  7. Кинзябаева Земфира Сабитовна, к.х.н., старший научный сотрудник;
  8. Тухбатуллин Адис Анисович, к.ф.-м.н., старший научный сотрудник;
  9. Фазлетдинова Зинфира Насимовна, младший научный сотрудник;
  10. Якупова Светлана Михайловна, к.х.н., младший научный сотрудник;
  11. Якшембетова Луиза Рузилевна, к.х.н., младший научный сотрудник.

Научные направления

Тематика лаборатории: «Механизмы химических реакций, инициируемых излучениями высокой энергии». Основные направления в рамках этой тематики:
  • выявление механизмов реакций сонол-, трибо-, радио- и хемилюминесценции неорганических и органических веществ в растворах и суспензиях,
  • поиск и выявление механизмов каталитических реакций синтеза и разложения органических пероксидов с участием соединений переходных металлов, инициируемых излучениями высокой энергии;
  • разработка сонохимических технологий получения новых материалов и катализаторов;
  • сравнительный анализ процессов фото-, хеми-, трибо-_ радиационно- и сонохимических технологий и разработка предложений по их усовершенствованию.

Основные достижения за 2018-2021гг.

Опубликовано 75 статей, в том числе 38 в журналах Web of Science и Scopus, из них 15 статей квартиль Q1, получено 3 патента, 6 грантов РФФИ, РНФ, президента РФ. Среди этих статей опубликованы следующие результаты:

  • обнаружены и исследованы новые сонохемилюминесцентные (SCL) системы – водные растворы бипиридильных комплексов рутения(II) и (III), растворы динитрофенилоксалата и ароматических люминофоров, выявлены механизмы генерации под воздействием ультразвука эмиттеров света в этих системах – возбужденного иона *Ru(bpy)32+, в нейтральных, щелочных и кислых растворах, синглетно возбужденных молекул люминофоров (антрацена, рубрена и др.). в диметоксиэтане и толуоле. Данная SCL применена для обнаружения и визуализации пространственного распределения зон сонохимических реакций в гетерогенных средах, доказательства неизвестного ранее процесса генерации гидратированного электрона при однопузырьковом сонолизе и рекомендована для разработки нового метода аналитического определения различных веществ: тушителей или активаторов люминесценции (возможности метода продемонстрированы на примерах определения мелатонина и 9,10-дифенилантрацена).

    SCL Ru(bpy)33+ в водных растворах. Доказательство образования гидратированных электронов (eaq) при однопузырьковом (SB) сонолизе в нейтральной водной среде
    Визуализация двух видов ультразвукового свечения свечения. а – сонолюминесценция, траектория свечения плазмы пузырька, движущегося в чистой воде; b, c – сонохемилюминесценция, «размытые» около основной траектории зоны свечения реакций радикалов и комплекса рутения(II)
  • найден неизвестный ранее продукт однопузырькового сонолиза водных и спиртовых растворов – сольватированный электрон (es), выявлены влияющие на выход свечения ионов лантанидов реакции тушения cоно- и радиационно генерированным электроном возбужденных ионов *Gd3+, *Tb3+, *Dy3+, установлена также альтернативная роль es - активация свечения ионов лантанидов, благодаря найденным хемилюминесцентным реакциям Lnn+ + es → *Ln (n-1)+ (Lnn+ = Ce4+, Eu3+, Sm3+).

    Полоса SCL Sm2+ (2) на фоне континуума люминесценции плазмы пузырька (1) в процессе сонолюминесценции движущегося пузырька (m-SBSL) в растворе SmCl3 в этиленгликоле (3 – фотолюминесценция Sm3+, 4 – хемилюминесценция Sm2+, a – фотография неподвижного пузырька (SBSL), b – движущегося). Спектр 2 появляется в растворе Sm3+ в результате генерации es в режиме m-SBSL и реакции Sm3+ + es → *Sm 2+ → Sm 2+ + hν.
  • выполнен цикл работ по развитию нового метода люминесцентного анализа – сонолюминесцентной спектроскопии в растворах и коллоидных суспензиях. Суть метода заключается в идентификации, определении содержания различных объектов и проведении других видов анализа (например, определения температуры, давления в излучающей среде) по солюминесцентным характеристическим спектрам этих объектов, прежде всего, по атомарным спектрам элементов-металлов, но также и по спектрам молекулярных соединений и радикалов. Получены характеристические спектры большого количества разных металлов, ароматических и полиароматических люминофоров, радикальных продуктов разложения веществ при сонолизе. Найдено, что наилучшие результаты (интенсивность, высокое спектральное разрешение) достигаются при использовании однопузырькового сонолиза с движущимся пузырьком в коллоидных суспензиях. Этим способом получены характеристические атомарные спектры ряда металлов (Cu, Al, Cd, Pt, Ru и др., которые ранее не были зарегистрированы в растворах. Разработана методика синтеза наночастиц и коллоидных суспензий с размерами наночастиц менее 50 нм, содержащих анализируемые элементы, которые попадают в движущийся пузырек и подвергаются столкновительному возбуждению в периодически формируемой плазме с генерацией пригодных для спектроскопического анализа характеристических спектров.
  • обнаружена интенсивная флюоресценция (сонотриболюминесценция, СТЛ) молекул ароматических и полиароматических углеводородов во время ультразвуковой обработки суспензий солей лантанидов в нефтепродуктах, выявлены светоизлучающие продукты механохимических реакций, предложено использовать СТЛ этих жидких, газообразных и твердых продуктов для их спектроскопического анализа.
  • обнаружена триболюминесценция комплекса рутения(II), незамещенных полиароматических углеводородов, комплексов цирконоценов, установлены механизмы возбуждения свечения при механовоздействии.
  • получены коллоидные суспензии наночастиц графита, осуществлен сонохимический синтез фуллеренов путем разложения этих наночастиц до радикалов С2 и последующей самосборки до С60 и С70 в низкотемпературной плазме одиночного пузырька.
  • осуществлен сонохимический синтез моноаддуктов фуллеренов С60 и С70 с -диолами, оксатиановыми соединениями, замещенными и незамещенными пиперазинами, изучен механизм их получения в реакции фуллеренов с меркаптоэтанолом, пиперазинами и этиленгликолем, катализируемой твердым NaOH, проведена прямая идентификация радикальных интермедиатов реакции (анион-радикал C60•-) методом ЭПР.

    Сонохимический синтез замещенных и незамещенных 2,3-фуллеро[60]-1,4-диазобицикло[2.2.2]октанов

  • разработан селективный и эффективный способ синтеза 1,9-N,N'-диалкилэтилендиамино-1,9-дигидро-(С60-Ih)[5,6]фуллеренов (диалкил: диметил-, диэтил-, диизопропил-), основанный на реакции С60 с N-замещенными этилендиаминами (N,N'-диметилэтилендиамин, N,N'-диэтилэтилендиамин, N,N'-диизопропилэтилендиамин) в среде толуол/ДМФА под действием ультразвука.
  • разработан новый количественный метод определения кислорода в газовой фазе на основе активированной ионами двухвалентного европия хемилюминесценции

    Новый количественный метод определения кислорода в газовой фазе на основе активированной ионами европия хемилюминесценции