Вісник НАН України. 2014. № 7. С. 16-24.
https://doi.10.15407/visn2014.07.016

СТРИЖАК Петро Євгенович –
член-кореспондент НАН України, завідувач відділу
Інституту фізичної хімії ім. Л.В. Писаржевського  НАН України 

СУЧАСНІ ПРОБЛЕМИ НАНОКАТАЛІЗУ
За матеріалами  наукової доповіді  на засіданні Президії НАН України 21 травня 2014 року

Розглянуто основні проблеми нанокаталізу – галузі фізичної хімії, яка бурхливо розвивається в останні десятиліття. Проаналізовано прояви нанорозмірного ефекту в каталізі. Висвітлено основні підходи щодо розроблення нових гетерогенно-каталітичних процесів та каталізаторів на основі сучасних наноматеріалів, зокрема наночастинок перехідних і благородних металів, різноманітних оксидних наносистем, нанопористих матеріалів, двовимірних наносистем. Сформульовано напрями подальших досліджень.

Ключові слова: каталіз, нанокаталіз, каталізатор, наноматеріали.

Ефективність промисловості розвинених країн світу значною мірою зумовлена використанням сучасних гетерогенно-каталітичних процесів. Безпосередній та опосередкований внесок гетерогенного каталізу у внутрішній валовий продукт технологічно розвинених країн становить від 20 до 40%. В Україні понад 90% продукції хімічної промисловості виробляється в гетерогенно-каталітичних процесах. Каталіз є одним із основних напрямів наукових досліджень Інституту фізичної хімії ім. Л.В. Писаржевського НАН України ще з часів заснування установи в 1927 р. Видатний внесок у розвиток каталізу зробили академіки Л.В. Писаржевський і В.А. Ройтер, члени-кореспонденти НАН України Я.Б. Гороховатський, В.М. Власенко, Г.І. Голодець. Вагомий внесок у сучасну науку про каталіз зробили видатні професори, які працювали в Інституті: В.М. Бєлоусов, В.Я. Вольфсон, Н.І. Ільченко, Г.П. Корнійчук, М.В. Павленко, М.В. Поляков, М.Я. Рубанік, М.Т. Русов, М.П. Самченко, О.А. Стрєльцов. Результати цих досліджень сприяли вирішенню багатьох фундаментальних і практичних проблем каталізу, але, водночас, поставили низку нових фундаментальних проблем, розв’язання яких спрямоване як на глибше розуміння каталітичних явищ, так і на створення більш ефективних промислових каталітичних процесів.

Такі проблеми сьогодні вирішуються на новому рівні завдяки розвитку нанонаук. Нанокаталіз можна неформально визначити як каталіз наноматеріалами, характерний розмір яких перебуває в діапазоні 1–100 нм. Нанокаталіз є одним із нових актуальних напрямів фізичної хімії. Цей напрям надзвичайно стрімко розвивається і охоплює широке коло сучасних хімічних процесів, вивчення яких уперше в Україні та одними з перших у світі було започатковано в Інституті фізичної хімії ім. Л.В. Писаржевського НАН України. За результатами таких досліджень уже видано дві монографії з нанофотокаталізу [1, 2]. Термін «нанофотокаталіз» було вперше введено академіком НАН України В.Д. Походенком та членом-кореспондентом НАН України С.Я. Кучмієм ще в 2005 р., тоді як бурхливе зростання публікацій у світовій науковій літературі з використанням терміна «нанокаталіз» спостерігається лише з 2006 р. В Інституті започатковано проведення міжнародних конференцій «Нанофотоніка» та «Сучасні проблеми нанокаталізу». Стрімкий розвиток нанокаталізу пов’язаний як з розвитком методів синтезу наноматеріалів контрольованої структури, серед яких особливий інтерес становлять наночастинки металів та їх оксидів, нанореактори на основі нанопористих матеріалів, нанокомпозити, двовимірні наноструктури, так і з революційним розвитком фізико-хімічних методів дослідження речовин на нанорозмірному масштабі. Саме завдяки такому прогресу в нанотехнологіях нанокаталіз сьогодні дозволяє вирішувати проблеми цілеспрямованого регулювання швидкості та селективності гетерогенно-каталітичних процесів.  Повний текст (PDF).