Лаборатория физики и химии сорбционных процессов

Информация обновлена 17.09.2015

Лаборатория физики и химии сорбционных процессов 

Заведующий лабораторией к.т.н. В.В. Кутаров. 

Лаборатория физики и химии сорбционных процессов была образована в составе Научно-исследовательского института физики в сентябре 1971 года. Заведующим лабораторией был назначен к. х. н. Б. М. Кац, который исполнял эти обязанности до июля 2007 г. После смерти Б.М.Каца заведующим лабораторией является к.т.н. В.В.Кутаров. В значительной мере организация лаборатории была обусловлена интенсивным мировым развитием исследований, направленных на создание научной базы для решения проблем охраны окружающей среды и защиты работающих от действия вредных веществ, присутствующих в атмосфере многих предприятий. Вследствие этого уже с самого начала существования лаборатории фундаментальные исследования были неразрывно связаны с решением практических вопросов в плане разработки новых технологий, устройств и веществ с новыми функциональными свойствами.

В теоретическом плане исследования проводились и продолжают проводиться в направлении "Экспериментальные и теоретические исследования поверхностных явлений и их технологическое применение", в рамках которого госбюджетные темы выполняются в лаборатории на протяжении последних 30 лет. Исследования в области поверхностных явлений всегда были приоритетными в Украине и с начала ХХ века выполнялись и продолжают выполняться как в теоретическом, так и в практическом плане в разных научных центрах Минобразования и науки, НАН и отраслевых министерств Украины. В отличие от других организаций, в лаборатории были начатые исследования адсорбции низкомолекулярных веществ такими поглотителями, которые набухают в процессе адсорбции, а именно природными и синтетическими ионообменниками и протеинами. В результате были получены феноменологические уравнения, с помощью которых впервые в мировой практике стало возможной осуществить количественное описание указанных явлений, которые определяют своеобразность поведения ионообменников в процессе сорбции.

В продолжение этих исследований в настоящее время основные усилия лаборатории сосредоточенные на разработке универсальных зависимостей для описания равновесной адсорбции газов и паров низкомолекулярных веществ адсорбентами разных типов, а именно активированным углем, цеолитами и синтетическими ионообменниками. Такие зависимости крайне необходимы для создания общей теории сорбции низкомолекулярных веществ адсорбентами с неупорядоченной структурой, а применение этих зависимостей имеет большую практическую ценность благодаря сокращению дорогостоящего, а иногда и опасного адсорбционного эксперимента.

Наряду с этим в последнее время отдельное внимание уделялось изучению влияния на адсорбционный процесс рельефа шероховатой поверхности, поскольку учет наноразмерных эффектов поверхности очень важен для выяснения особенностей механизма адсорбции на таких поверхностях. В качестве второго отдельного направления современных исследований следует выделить изучение возможности применения актуального в настоящее время метода QSAR (количественная характеристика поверхности - реакционная активность) для расчета и прогнозирования адсорбционных параметров с помощью вычисленных характеристик их информационного содержания. Полученные таким образом результаты дали возможность установить роль отдельных атомов и функциональных групп адсорбатов в процессе их адсорбционного связывания, а также позволили рассчитать адсорбционные параметры многих низкомолекулярных веществ без проведения каких-нибудь дополнительных экспериментов.

Полученные результаты были частично обобщены в трех кандидатских диссертациях, а также опубликованы во многих научных статьях, напечатанных в специализированных отечественных и международных журналах. Отдельные результаты выполненных исследований были предметом докладов на V, VІ и VІІІ Украинско-польских симпозиумах "Теоретическое и экспериментальное исследования поверхностных явлений и их технологическое применение", которые состоялись соответственно в 2000, 2001 и 2004 годах в смт. Сергеевка Одесской области при активном организационном участии сотрудников лаборатории.

В практическом плане усилия лаборатории были сосредоточены на разработке новых средств индивидуальной защиты органов дыхания и зрения, а также созданию новых устройств и технологий в сфере охраны окружающей среды, а именно для очистки атмосферы и водных потоков от вредных веществ. Указанные технологии и устройства, защищенные авторскими свидетельствами СССР и патентами Украины (34 авт. свид. и 3 пат.), были внедрены на многих предприятиях бывшего СССР и независимой Украины. Среди других разработок следует отметить водоочистную установку "Мидия-05", которая на протяжении 1993-2006 годов была внедрена во многих организациях и коммерческих структурах Одесской и Николаевской областей.
 
Водоочистная установка «Мидия – 05»

 

Водоочистная установка «Мидия – 05» 
 
Дальнейшие исследования лаборатории в практическом плане были связаны с разработкой нового научного направления в технологии новых материалов с заданными свойствами - созданию специфических индикаторных адсорбентов, которые изменяют свой цвет вследствие поглощения того или другого вредного вещества из газовоздушной смеси. В основу этой технологии были положены полученные в лаборатории фундаментальные результаты по установлению механизма межмолекулярного взаимодействия отдельных функциональных групп ионообменных материалов с низкомолекулярными веществами кислотного и основного типов. Создание индикаторных адсорбентов нового поколения послужило основой при разработке большого числа новых приборов и устройств, и, прежде всего, новой индикаторной противогазной коробки марки МКП-К и МКП-Д и физико-химических фильтров марки ФХИ для чувствительных газовых сенсоров, которые с успехом демонстрировались на нескольких отечественных и международных научно-технических выставках.
 
Индикаторные адсорбенты
Индикаторные адсорбенты 
 
 
Принципиальная схема индикаторной противогазовой коробки
 Принципиальная схема индикаторной противогазовой коробки
1,7-заглушки; 2-горловина; 3-корпус;4-неотработанный слой противогазовой шихты; 5-отработанный слой противогазовой шихты; 6-крышка.
 
В настоящее время основные усилия лаборатории в указанном направлении связаны с внедрением индикаторных адсорбентов для снаряжения разных средств и устройств, которые используются в отдельных областях здравоохранения и аналитической химии, а также в космической технике. 

Перечень основных публикаций за 1991 – 2007 гг.

  • Кац Б.М., Кутовая Л.М., Кутаров В.В. Сорбция паров воды карбоксилсодержащим хемосорбционным волокном в различных ионных формах // Журнал прикладной химии. - 1991.- Т. 64, N 4. – С. 846-849.
  • Кац Б.М., Кутовая Л.М., Кутаров В.В. Кинетика сорбции паров воды анионообменными волокнами на основе целлюлозы и полиакрилонитрила // Журнал прикладной химии. - 1991.- Т. 64, N 8. – С. 1713-1716.
  • Кац Б.М., Кутовая Л.М., Кутаров В.В. Сорбция паров воды карбоксилсодержащим хемосорбционным волокном в формах двухзарядных катионов // Журнал прикладной химии. - 1992. - Т. 65, N 6. – С. 1303-1307.
  • Kats B.M., Kutarov V.V. Adsorption of the vapour of low-molecular substances by swelling polymers // Adsorption Science & Technology. – 1993. – V. 10, N 1. – P. 30-35.
  • Kats B.M., Kutarov V.V., Chagodar A.A. Applications of non-linear diffusion equations to the kinetics of water vapour adsorption by polymeric fibres // Adsorption Science & Technology. – 1993. – V. 10, N 4. – P. 269-275.
  • Кутаров В.В., Кац Б.М. Определение фрактальной размерности ионообменных волокон по данным адсорбционного эксперимента // Журнал физической химии. – 1993. – Т. 67, N 9. – C. 1854-1856.
  • Кутаров В.В., Кац Б.М. Применение теоретико-информационных индексов для описания теплот адсорбции галогенметанов на графитированной саже // Журнал физической химии – 1993. – Т. 67, N 6 – C. 1199-1200.
  • Кутаров В.В., Кац Б.М. Корреляция между термодинамическими параметрами и теоретико-информационными индексами органических веществ при их адсорбции из водных растворов на неполярных сорбентах // Химия и технология воды. - 1993. – Т. 15, N 1. – C. 29-33.
  • Кац Б.М., Стрикаленко Т.В., Длубовский Р.М., Попова Е.В., Гурская Н.В. Доочистка днестровской водопроводной воды с помощью бытового фильтра // Химия и технология воды. – 1993. – Т. 15, № 11-12. – С. 772-775.
  • Кац Б.М., Кутаров В.В. Расчет и прогнозирование газохроматографических индексов удерживания низкокипящих галогенсодержащих соединений с помощью топологических моделей// Журнал физической химии – 1994. – Т. 68, № 11. – С. 2057-2061.
  • Тарасевич Ю.И., Нечаев В.А., Руденко В.М., Иванова З.Г., Кац Б.М. Получение и свойства угольно-минеральных сорбентов // Коллоидный журнал. – 1995. - Т. 57, N 2. – C. 240-246.
  • Kats B.M., Kutarov V.V. Fractal Dimension of Polymer Sorbents // Langmuir. – 1996. – V. 12, N 11. – P. 2762-2764.
  • Кац Б.М., Стрикаленко Т.В., Попова Е.В., Длубовский Р.М., Нестеренко Н.П., Гурская Н.В. Оценка эффективности доочистки питьевой воды с помощью водоочистной установки средней производительности «Мидия-05» // Химия и технология воды. – 1996. – Т. 18, № 1. – С. 90-94.
  • Kutarov V.V., Kats B.M. Prediction of adsorptional Henry constants using the Corresponding States Principle // Adsorption Science & Technology. – 1998. – V. 16, N 1. – P. 1-4.
  • Kats B.M., Kutarov V.V. A modified BET equation for polylayer adsorption // Adsorption Science & Technology. – 1998. – V.16, N 4. – P. 257-262.
  • Кац Б.М., Длубовский Р.М., Кутовая Л.М., Авасапова А.Н., Макаренко И.В. // Украинский химический журнал. – 1998. – Т. 64, N 1. – С. 30-34.
  • Kats B.M., Kutarov V.V., Kutovaya L.M. Adsorption of water vapour by chemisorptive fibre with different counter-ions // Colloids and Surfaces. A: Physicochemical and Engineering Aspects. – 1999. V. 157, N1. – P. 95-99.
  • Kutarov V.V., Kats B.M. Prediction of the Henry law constants for vapours organic molecules of the rigid pivot type // Adsorption Science & Technology. – 1999. – V. 17, N 4. – P. 295-301.
  • Kutarov V.V., Kats B.M. Using of the lattice model for description of isotherms of organic substances adsorption from water solutions // Adsorption Science & Technology. – 2001 – V. 19, N 4. – P. 273-278.
  • Czepirski L., Balus M.R., Kutarov V.V. Analysis of methane adsorption isotherms on active carbons // Annales UMSC, Sectio AA Chemia, 2001. - Vol. LVI. – P. 165-170.
  • Кац Б.М., Малышко С.А. Проблемы и перспективы обеззараживания сточных вод станций биологической очистки с помощью ультрафиолетового облучения // Вода и водоочистные технологии - – 2001. - №1. – С. 34-36.
  • Кац Б.М., Длубовский Р.М., Иоргов А.И. Особенности конструкции и опыт использования локальных водоочистных установок // Вода и водоочистные технологии - – 2002. - №1. – С. 37-45.
  • Staszczuk P., Sternik D., Kutarov V.V. Analysis of Energetic Heterogeneity of HgBa2Ca2Cu3O8+δ Surfaces. Q-TG and Q-DTG data // Journal of Thermal Analysis and Calorimetry – 2002. – V. 69. – P. 23-36.
  • Staszczuk P., Kutarov V.V., Planda M. Total Heterogeneity of Al2O3 Surface. Programmed n-Octane Thermodesorption under Quasi-Isothermal Conditions // Journal of Thermal Analysis and Calorimetry – 2003. – V. 71. – P. 445-458.
  • Кутаров В.В. Модифицирование экспоненциальной изотермы для описания монослойной адсорбции на гетерогенной поверхности // Украинский химический журнал. - 2003. – Т. 69, № 10. – С. 87-90.
  • Кутаров В.В. Прогнозирование константы Генри на основе термодинамической теории подобия // Вісник Одеського національного університету. Хімія. - 2003. – Вип. 8. – С. 211-218.
  • Planda-Czyz M., Staszczuk P., Kutarov V.V. – Annals of Polish Chemical Society. – 2003. – V. 2. – P. 694.
  • Staszczuk P., Sternik D., Chadzynski G.W., Kutarov V.V. Characterization of Physicochemical Properties of High-temperature Superconductor Surfaces Using Nitrogen Adsorption // J. Alloys & Compounds. – 2004. – V. 367. – P. 277-282.
  • Kutarov V.V., Kats B.M. Prediction of Henry’s Law Constants Basing on the Corresponding States Theorem // Adsorption Science & Technology. – 2004. – V. 22, N 5. – P. 393-400.
  • Robens E., Dąbrowski A., Kutarov V. V. Comments on Surface Structure Analysis by Water and Nitrogen Adsorption // Journal of Thermal Analysis and Calorimetry. – V. 76. - 2004. – P. 647-657.
  • Кутаров В.В., Кац Б.M. Определение фрактальной размерности ансамбля адсорбированных молекул // Теоретическая и экспериментальная химия. - 2004. – Т. 40, № 3. – С. 140-144.
  • Кац Б.М., Пурич А.Н., Солдаткина Л.М. Адсорбция красителей и ПАВ на активном угле Фильтрасорб 300 // Украинский химический журнал. – 2005. - Т. 71, № 2. – С. 89-93
  • Кутаров В.В., Витюк А.Н., Кац Б.М. Изотермы монослойной адсорбции и модель неупорядоченной среды // Теоретическая и экспериментальная химия. - 2006. – Т. 42, № 3. – С. 189-193.
  • Кац Б.М., Длубовский Р.М., Шевченко В.Н. Индикаторные фильтры для газовых сенсоров // Сенсорна електроніка і мікросистемні технології. – 2006. - №.3 – C. – 101-112.
  • Солдаткина Л.М., Пурич А.Н., Кац Б.М. Адсорбция эмульгированной нефти из морской воды // Химия и технология воды. – 2006. - Т. 28, № 2. - С. 117-124.
  • Кац Б.М., Длубовский Р.М. Особенности пробоподготовки при сенсорном анализе топочных газов // Сенсорна електроніка і мікросистемні технології. – 2006. – № 4. – C. 61-66
  • Kutarov V.V., Robens E., Kats B.M. Universal dependence for polylayer adsorption isotherms description // Journal of Thermal Analysis and Calorimetry. – 2006. – Vol. 86, N 1. – P. 35-38.
  • Кутаров В.В., Барышев В.П., Кац Б.М. Новое приближение для описания изотерм ленгмюровской адсорбции с помощью функции Грэхема // Украинский химический журнал. - 2007. – Т. 73, № 6. – С. 100-104.
  • Information – theoretic indices usage for the prediction and calculation of octanol-water partition coefficient. Acta Polonial Parmacentica-Drug Rescarch. 2007. № 4. Р. 127-138.
  • Селективная сорбция паров воды из газовых смесей содержащих Н2S, SO2, NO2, NO и CO, на сульфостирольном катионите КУ-23 в различных ионных формах. Журнал прикладной химии. 2007. Т. 80. Вып. 6. С. 938-942.

Адрес

ул. Дворянская, 2,Одесса, 65082
Тел. приемной (38-048)723-52-54
Тел./факс (38-048)723-35-15
Email: rector@onu.edu.ua

Наши партнеры

title_5a101e7b0a2dd14361994571511005819
title_5a101e7b0a5f84894928611511005819
title_5a101e7b0aa5b6248682011511005819
title_5a101e7b0ab7f3684831071511005819
Top