Кафедра химии нефти и органического катализа

Лаборатория химии поверхности

Заведующий лабораторией доктор химических наук, профессор  Лисичкин Георгий Васильевич телефон: (495)939 46 38 факс (495)939 52 57 E-mail: Lisich@petrol.chem.msu.ru

---

---

Из истории лаборатории:

Лаборатория организована академиком А.А. Баландиным (1898-1967) в 1935 г. В лаборатории вместе с А.А. Баландиным работали профессор М.Б. Турова-Поляк и профессор А.А. Толстопятова. Лаборатория была центром развития мультиплетной теории катализа.
Профессор А.П. Руденко (1925-2004) заведовал лабораторией с 1968 по 1994 г. Он создал оригинальное научное направление – теорию развития открытых каталитических систем.
Профессор Г.В. Лисичкин (зав. лаб. с 1994 г.) разрабатывает физико-химические основы химии привитых поверхностных соединений и ее приложений к катализу, сорбции, хроматографии, нелинейной оптике, биомедицине и др.

Состав лаборатории: д.х.н. проф. Г.В.Лисичкин, д.х.н. проф. А.А.Сердан, д.х.н. в.н.с. Г.В.Эрлих, к.х.н. в.н.с. И.И.Кулакова, к.х.н. в.н.с. А.Ю.Васильков, к.х.н. в.н.с. М.П.Жиленко, к.х.н. с.н.с. П.Г.Мигалёв, к.х.н. в.н.с. А.Ю.Оленин, к.х.н., с.н.с. Ю.А.Крутяков, к.х.н. н.с. А.А.Кудринский, н.с. А.В.Сафронихин, м.н.с. А.С.Соломатин. 

Основное направление работ лаборатории – химия привитых поверхностных соединений. Целью исследований является синтез поверхностно-модифицированных материалов, представляющих собой твердые тела, физические свойства которых определяются природой подложки-носителя, а химические – природой химически-закрепленного на поверхности привитого слоя. Синтетические методы химии привитых поверхностных соединений позволяют управлять свойствами поверхности, направленно изменять её гидрофильно-липофильный баланс, кислотно-основные свойства, каталитическую активность и т.п. Иммобилизация на поверхности пористых носителей органических аналитических реагентов приводит к созданию высокоселективных сорбентов, закрепление комплексных соединений переходных металлов – основной метод синтеза гетерогенных металлокомплексных катализаторов, прививка к поверхности биомолекул даёт возможность получать чувствительные элементы сенсоров, аффинные сорбенты, системы адресной доставки лекарственных веществ. Взаимодействие металлических поверхностей с лигандами лежит в основе методов стабилизации наночастиц металлов. Лаборатория химии поверхности активно взаимодействует с научными коллективами, занимающимися исследованиями в области молекулярной и биологической физики, биохимии, фармакологии, нелинейной оптики и др.           

В группе доц. И.И. Кулаковой (А.С. Соломатин, Р.Ю. Яковлев, аспиранты и дипломники) проводятся исследования химического модифицирования поверхности нанодисперсных алмазов, получаемых методом детонационного синтеза. Поверхностно-модифицированные наноалмазы и их агрегаты являются перспективными материалами в современной технике и технологии (носители катализаторов, компоненты функциональных материалов, наполнители композиционных материалов), в фармацевтике (направленный транспорт лекарств), высокоэффективной жидкостной хроматографии (сорбенты, стабильные в широком интервале рН). 

Публикации:

В группе д.х.н. Г.В.Эрлиха  в.н.с. М.П.Жиленко и н.с. А.В.Сафронихин разрабатывают не имеющие аналогов методы химического модифицирования поверхности ионных и полупроводниковых кристаллов. Помимо фундаментального значения эти работы позволяют создать защитные и функциональные покрытия на поверхности высокотемпературных сверхпроводников, нанодисперсных минеральных компонентов смазочных материалов и др.  Совместно с сотрудниками Физического института им. П.Н. Лебедева РАН обнаружен эффект генерации узконаправленного рентгеновского излучения при освещении наночастиц импульсным лазером.

В.н.с. А.Ю.Оленин вместе с аспирантами и дипломниками ведёт интенсивные исследования модифицирования поверхности металлических наночастиц. Цель этих работ –  создание методов синтеза, обеспечивающих заранее заданный размер и форму частиц, а также синтез их ансамблей. В совместной работе с физиками из Физического института РАН обнаружен эффект генерации терагерцового излучения при освещении наночастиц серебра и золота импульсным рубиновым лазером. Изучено концентрирование
полициклических ароматических углеводородов (ПАУ) химически модифицированными
наночастицами серебра, что позволяет создать простую методику люминесцентного определения ПАУ. Исследуется каталитическая активность поверхностно-модифицированных наночастиц металлов.

С.н.с. Ю.А.Крутяков и н.с. А.А.Кудринский занимаются химическим модифицированием наночастиц серебра поверхностно-активными веществами, обладающими биологической активностью. Фундаментальная цель этих работ – выяснение механизма воздействия модифицированного наносеребра на биологические структуры, прикладная – создание препаратов широкого спектра действия. Параллельно в этой группе разрабатываются методы дизайна поверхностных структур, собранных из металлических наночастиц путём их модифицирования. Такие структуры позволяют существенно увеличить чувствительность метода атомно-силовой микроскопии.

В.н.с. А.А.Сердан разработал методы синтеза гетероповерхностных сорбентов-   материалов, поверхность пор которых покрыта молекулами одной природы, а внешняя геометрическая поверхность – другой. Такие сорбенты  позволяют без предварительной пробоподготовки хроматографировать сложные смеси, содержащие одновременно макромолекулярные компоненты и небольшие молекулы. Особенно важны такие сорбенты для определения лекарственных препаратов в биологических жидкостях. Совместно с Институтом вулканологии Дальневосточного отделения РАН разрабатываются методы извлечения кремнезема из геотермальных вод Мутновского месторождения на Камчатке, а также изучаются возможные пути использования этого кремнезема, в частности для повышения прочности бетонов.

• Повышение прочности бетона за счет ввода наночастиц SiO2. Потапов В.В., Туманов А.В., Закуражнов М.С., Сердан А.А., Кашутин А.Н., Шалаев К.С. Физика и химия стекла, 2013, т. 39, № 3.
• Нанодисперсный диоксид кремния из гидротермальных растворов
  Потапов В.В., Трутнев Н.С., Сердан А.А., Горбач В.А., Шалаев К.С. Наноиндустрия, 2012, № 1, с. 31-37.
• Способ низкотемпературной иммобилизации жидких радиоактивных отходов с использованием гидротермальных растворов. Кузнецов Д.Г., Потапов В.В., Антипин Л.М., Кашпура В.Н., Сердан А.А., М.Р., Рубин А.А. Патент РФ № 2390861. Зарегистрирован 27.05.2010.
• Низкотемпературная иммобилизация жидких радиоактивных отходов с использованием кремнезема из концентрированных гидротермальных растворов Потапов В.В., Кузнецов Д.Г., Ершов Б.Г., Киселев М.Р., Сердан А.А., Антипин Л.М. Радиохимия. 2009,т. 51, № 6, с. 555-559.
• Получение водных золей кремнезема мембранным концентрированием гидротермальных растворов. Потапов В.В., Аллахвердов Г.Р., Сердан А.А., Мин Г.М., Кашутина И.А. Химическая технология, 2008, № 6, с. 14-22.

Закономерностями химического модифицирования поверхности оксидов металлов кремний- и фосфорорганическими соединениями, изучением строения привитых слоёв, применением синтезированных материалов занимаются с.н.с. П.Г. Мингалёв  и его дипломники. Закрепление на поверхности высокодисперсных частиц фосфатов кальция, в том числе на поверхности гидроксилапатита, молекул антибиотиков позволяет получить костные имплантанты, которые не вызывают болезненных реакций со стороны организма, так как антибиотик постепенно вымывается с их поверхности и подавляет рост вредных микроорганизмов.

Кроме того, в лаборатории проводятся, ставшие уже традиционными, работы по получению различных типов химически модифицированных кремнеземов: синтез сорбентов для концентрирования благородных металлов (в.н.с. Г.В. Эрлих), лиофобных мезопористых материалов для рассеяния энергии удара (проф. Г.В. Лисичкин, в.н.с. П.Г. Мингалёв) и др.

Книги сотрудников лаборатории

1. Г.В.Лисичкин, А.Ю.Фадеев, А.А.Сердан и др. Химия привитых поверхностных соединений. Под ред. Г.В.Лисичкина. М., Физматлит, 2003 г., 592с.
2. Г.В.Лисичкин, Г.В.Кудрявцев (Эрлих), А.А.Сердан и др. Модифицированные кремнеземы в сорбции, катализе и хроматографии. Под ред. Г.В.Лисичкина. М., Химия, 1986 г., 248 с.
3. Г.В.Лисичкин, А.Я.Юффа. Гетерогенные металлокомплексные катализаторы. М., Химия, 1981 г., 160 с.
4. А.А.Сердан "Гетероповерхностные сорбенты для высокоэффективной жидкостной хроматографии". В кн. "100 лет хроматографии". М.: Наука, 2003. с. 570-601.
5. Человек и среда его обитания. Под ред. Г.В.Лисичкина и Н.Н.Чернова. М., Мир, 2003, 460 с.
6. G.V.Lisichkin, V.I.Betaneli. Chemist Inventor. Norell Press (USA), 1995.
7. Энциклопедия "Современное естествознание", т.6, Общая химия; т.10, Современные технологии; М., 2001, Магистр-пресс, под ред. А.А.Берлина, Г.В.Лисичкина, С.Д.Варфоломеева.
8. Г.В.Лисичкин, Л.А.Коробейникова. Годитесь ли Вы в химики? М., ИКЦ Академкнига, 2003, 144 с.
9. Г.В.Эрлих. Малые объекты – большие идеи. Широкий взгляд на нанотехнологии. М., БИНОМ, 2012, 256 с.
10. Г.В.Эрлих. Золото, пуля, спасительный яд. 250 лет нанотехнологий. М., КоЛибри, 2012, 400 с.