Химик РУДН создал катализатор для более эффективного окисления циклогексана
Смесь циклогесанола и циклогесанона (это два циклических органических соединения, которые отличаются друг от друга одним атомом водорода) — важный промежуточный продукт для получения адипиновой кислоты. Ее используют для производства бытовой химии, строительных материалов, пищевых добавок, полимеров и других веществ. В производстве циклогексанол и циклогесанон получают окислением циклогесана, причем обычно в нужный продукт превращается не более 5% исходного циклогесана. Это связано с тем, что циклогесанол и циклогесанон обладают большей реакционной активностью, чем их предшественник.
«Окисление циклогексана до циклогексанона и циклогексанола — важный промышленный процесс. Эти молекулы — ключевые промежуточные продукты в производстве капролактама и адипиновой кислоты, которые используют в синтезе полимеров нейлона-6 и нейлона-66. Промышленная конверсия матрицы обычно составляет менее 5%, поскольку целевые продукты более активны по сравнению с реагентом», — Рафаэль Луке, профессор Центра молекулярного дизайна и синтеза инновационных соединений для медицины РУДН.
Химик РУДН совместно с коллегами из Ирана и Испании создал катализатор 4.0%Pd-4.0%Ni/KIT-6 на основе двух металлов — палладия и никеля, которые закреплены на пористой структуре из диоксида кремния. Химики протестировали катализаторы с разным содержанием палладия и никеля, а также провели серию экспериментов, чтобы найти оптимальные условия реакции. Затем исследователи проверили, сколько раз можно использовать новый катализатор без потери эффективности.
Самым эффективным оказался катализатор с 4% палладия и 4% никеля. Реакция окисления циклогексана с таким катализатором идет под действием кислорода при 140℃ в растворе ацетонитрила. За восемь часов реакции окисляется 10,87% циклогексана, а селективность достигает 95,45%. Этот критерий применяется для оценки эффективности реакции и показывает отношение целевого продукта ко всем полученным в ходе реакции соединениям. При оптимальных условиях образуется всего 4,55% побочных продуктов. При повторном использовании эффективность катализатора снижается, но не сильно. За четыре цикла использования степень конверсии (количество окисленного циклогексана) упала с 10,87% до примерно до 8%.
«4,0%Pd-4,0%Ni/KIT-6 показал себя эффективным катализатором для окисления циклогексана до циклогексанола и циклогексанона, проявил отличную селективность (95,45%) и хороший выход (10,37%) для смеси циклогесанол-циклогесанон при оптимальных условиях реакции. Синергетическое взаимодействие двух металлов в катализаторе значительно повысило как выход итоговой смеси, так и селективность. Исследования возможности повторного использования нового катализатора в течение четырех реакционных циклов показали, что этот материал сохранил свою пористую структуру. Это говорит о превосходной стабильности без существенного снижения значений конверсии и селективности после четырех циклов», — Рафаэль Луке, профессор Центра молекулярного дизайна и синтеза инновационных соединений для медицины РУДН.
Результаты опубликованы в Journal of Industrial and Engineering Chemistry.
Личинки мухи «чёрная львинка» в мире все чаще используются для утилизации отходов. Ученые института экологии РУДН поставили перед собой амбициозную задачу: понять, как тот или иной набор микроорганизмов в кишечнике личинок влияет на эффективность переработки разных видов отходов и как меняется состав микробиома в зависимости от условий питания. Никита Митькин — кандидат биологических наук, старший научный сотрудник института экологии РУДН, рассказал о первых результатах этого трехлетнего исследования. В частности, ученые доказали, что набор микроорганизмов микробиома способен перестраиваться. Теперь предстоит установить, какие именно изменения являются функционально полезными и можно ли воспроизвести их целенаправленно, «запрограммировав» личинок чёрной львинки на переработку определенного вида сырья.
Коллектив института инженерных инновационных технологий РУДН под руководством старшего научного сотрудника Михаила Юрьевича Задорожного получил грант университета на разработку и исследование прототипа металлогидридной системы для аккумулирования энергии. Проект поддержан в рамках конкурса 2026 года на выполнение НИР/НИОКР научными коллективами под руководством молодых учёных.
Попробовать поискать ответ на вопрос, а почему происходит то или иное явление, — это уже наука, заявил на Фестивале науки в РУДН Фёдор Оцелюк, студент аграрно-технологического института. По его словам, разница между школьниками, студентами и настоящими учёными вовсе не в гениальности, а лишь в понимании того, «куда нести свой вопрос». Преподаватели и студенты дали советы будущим учёным, с чего именно начать путь в науку, как обрести единомышленников и стать частью научного сообщества.