Кафедра физической химии
Лаборатория растворов и массопереноса

ТЕРМОДИНАМИКА АДСОРБЦИИ И АНАЛИЗ СТРУКТУРЫ РАВНОВЕСНЫХ ФАЗ ЧИСЛЕННЫМИ МЕТОДАМИ

За прошедшие годы были выполнены фундаментальные и прикладные исследования по термодинамике ионного обмена и адсорбции по следующим основным направлениям:

• Термодинамика ионного обмена различных ионов и изотопов лития на синтетических и природных цеолитах типа A, X, Y, морденит, клиноптилолит и органических ионитах

А.М. Толмачев, В.И. Горшков // Журн. физич. химии. 1966. Т. 40. С. 1924.
А.М. Толмачев // Сб. «Современные проблемы физической химии». Издательство МГУ. 1975г. С. 56.
А.М. Толмачев, В.А. Никашина, Н.Ф. Челищев // Ионный обмен. 1981. М. С. 45.
• Термодинамика адсорбции газов, паров и газовых (паровых) и жидких растворов на микропористых адсорбентах (активные угли, цеолиты)

А.М.Толмачев. Термодинамическая теория стехиометрической адсорбции // Langmuir. 1991. № 7. P. 1400.
Вестн. Моск. Ун-та. Серия 2. Химия. 1991. Т. 32. № 6. С. 529, Т. 32. № 1. С. 10.
А.М. Толмачев //Физикохимия поверхности и защита материалов. 2010. Т. 46. № 2. С. 136-151., № 3. С. 1-19.
• Описание адсорбционных равновесий газов, паров и растворов на основе решеточных моделей

А.М. Толмачев, Г.Л. Аранович, Л.А. Дроб // Вестн. Моск. Ун-та. Серия 2. Химия. 1994. Т. 35, № 5. С.417-424.
A.M. Tolmachev, O.I. Trubnikov // Carbon. 2002. V. 40 (9). P. 1401-1407.
А.М. Толмачев, Н.Ф. Стекли, О.И.Трубников, Т.А. Кузнецова // Журн. физич. Химии. 1999. Т. 73. №7.С.1267-1270.
А.М. Толмачев, Е.М. Еремина, О.И. Трубников, Н.А. Окишева // Журн. физич. Химии. 1997. Т. 71. № 4. С.682-684.
А.М. Толмачев, М.В. Бородулина, Н.Г. Крюченкова, Т.А. Кузнецова // Журн. физич. химии. 2003. Т. 77. № 6. С. 1075-1082.
• Термодинамика адсорбированных растворов

А.М. Толмачев, М.В. Годовикова, Е.Н. Егоров // Журн. физич. химии.2003. Т. 77. № 9. С.1721-1724.
А.М. Толмачев, М.В. Годовикова // Журн. физич. химии. 2003. Т. 77. № 8. С. 1504-1507.
А.М. Толмачев, М.В. Годовикова // Журн. физич. химии. 2004. Т. 78. № 11. С. 1996-2001.
А.М. Толмачев, М.В. Годовикова // Вестн. Моск. Ун-та. Серия 2. Химия. 2004. Т.45. № 5. С. 267-271.
А.М. Толмачев, М.В. Годовикова, Т.С. Егорова // Журн. физич. химии. 2004. Т.78. № 11.С.2071-2074.
• Априорные расчеты адсорбционных равновесий

А.М. Толмачев // Вестн. Моск. ун-та. Сер. 2. Химия. 1994. Т. 35. № 2. С.115-134.
A.M. Tolmachev // Adsorption, Science and Technology. 1993. V. 10. P. 155-163.
А.М. Толмачев, Е.А. Пронина, М.В. Бородулина, Е.Н. Егоров, Н.Г. Крюченкова //Вестн. Моск. Ун-та. Серия 2. Химия. 2002. Т. 43. № 3. С. 139-142.
• Адсорбционно-фильтрационные методы финишной глубокой очистки веществ для микроэлектроники

Tolmachev A.M., Fedorov W.A., Egorov E.N. Russian J. of Inorg. Materials. V. 41. Suppliment. I. 2005. P. 75-96.

Создан банк данных по адсорбции
А.М. Толмачев, И.Г. Годовиков, Т.А. Кузнецова, Н.Г. Крюченкова: http://www.chem. msu.ru/rus/elibrary, http://www.adsorption.ru

Метод молекулярной динамики развит применительно к задачам теоретического расчета ( в том числе априорного) изотерм адсорбции паров, газов и растворов на микропористых активных углях
А.М. Толмачев, Д.А. Фирсов, К.М. Анучин, А.А. Фомкин // Коллоидный журнал. 2008. Т. 70. № 4. С. 539-543.
А.М. Толмачев, К.М. Анучин, Н.Г. Крюченкова, Т.А. Кузнецова «Научные ведомости БелГУ. Серия «Естественные науки».2009. № 3(58). Вып. 8. С. 137-141.
А.М. Толмачев, К.М. Анучин // Физикохимия поверхности и защита материалов. 2010. Т. 46. в печати.

На основании молекулярно-динамических расчетов с универсальными атом-атомными потенциалами (OPLSAA и MM3) и приложений дискретной математики, а именно теории графов, впервые разработан метод и соответствующая компьютерная программа, позволяющая распознавать и запоминать все молекулярные наноструктуры веществ с характерными межмолекулярными связями (водородная связь и т. п.), наблюдаемые на каждом мгновенном снимке молекулярно-динамической траектории, усреднять данные для любого количества таких снимков, представляя таким образом «усредненные» концентрации групп ассоциатов (димеров, тримеров и т. д.), и затем определять концентрации и структурные характеристики (длины связей, углы и т. д.) соответствующих структур (например, цепочек, разветвленных цепочек, циклов и т. д.) в каждой группе ассоциатов. Программа используется для топологического анализа жидких и адсорбированных в щелевидных микропорах активных углей спиртов, диолов, хлорпроизводных ароматических соединений, воды и соответствующих растворов при различных температурах. (Коллоидный журнал. 2008. Т. 70. № 4. С. 528-538. Коллоидный журнал. 2009. Т. 71. № 6. С. 844-851).

Научная работа группы периодически поддерживается грантами РФФИ и договорами.

Профессор А. М. Толмачёв в течение 45 лет ведет педагогическую работу.
Последние 15 лет он читает общий курс лекций по физической химии для студентов 313-413 группы и спецкурс «Термодинамика и молекулярное и численное моделировние адсорбции на микропористых адсорбентах».
Им подготовлены: «Методическая разработка к курсу лекций по физической химии для 313-413 групп» и учебное пособие «Термодинамика адсорбции газов, паров и растворов».

За прошедшие годы в группе защитили дипломные работы 35 студентов и подготовили и успешно защитили кандидатские диссертации 22 аспиранта и сотрудника.
В настоящее время в группе успешно работают 2 дипломника и 4 аспиранта.