Felületkémiai és Katalízis Laboratórium

      Laboratórium-vezető:

        Pap József Sándor

       Tel: +(36-1)-392-3284

       Fax: +(36-1)-392-2584

       E-mail: pap.jozsef@energia.mta.hu

 

A laboratórium feladata az alternatív energiák és a környezetvédelem felületkémiai és katalízis vonatkozású témáinak, továbbá az energia megtakarítással, vagy fosszilis alapú nyersanyagigények csökkentésével járó megoldások (zöld kémia) kutatása és gyakorlati alkalmazása.

  • Nanoszerkezetű, többkomponensű fém és fémoxid katalizátorok készítése, szerkezetük és katalitikus tulajdonságaik vizsgálata
  • C1 molekulák aktiválása: szerkezet-reaktivitás kapcsolat egy és kétfémes katalizátorokon
  • Szelektív hidrogénezés, aszimmetrikus heterogén katalitikus hidrogénezések
  • Környezetkémiai kutatások, katalitikus szelektív és totális oxidációk
  • Katalitikus nedves oxidáció, szennyvízkezelés
  • Korróziós folyamatok elektrokémiai vizsgálata

Az Felületkémiai és Katalízis Laboratórium tevékenysége a radioaktív izotópos jelzéstechnika katalitikus alkalmazásából fejlődött ki, a fő kutatási terület évtizedekig a szénhidrogének katalitikus átalakulásának tanulmányozása volt különböző katalizátorokon, előbb hordozómentes fémeken, később hordozós egy és kétfémes rendszereken, majd átmeneti fém klaszterekből kialakított rendszereken. Ezek a kutatások 1983-ban Állami Díj formájában kaptak elismerést. A katalitikus kutatások nemzetközi elismertségét jelentette, hogy munkatársaink szervezték 1992-ben a tizedik Budapesten megrendezett Nemzetközi Katalízis Kongresszust. 1990-ben kezdődtek a környezeti katalízis kutatások a deNOx folyamatok és illékony szerves vegyületek teljes égetésének tanulmányozásával. Jelenleg a kutatások a zöld kémia és a környezeti katalízis területére terjednek ki, ezeken belül fontos irány az Au katalízis, ami a nanoszerkezetű Au tartalmú katalizátorok előállítását, jellemzését és szelektív katalitikus reakciókban történő alkalmazását jelenti.

Új irányként jelent meg a Sugárkémiai Laboratóriummal közös kutatás, ami a katalitikus és nagyenergiájú sugárzással iniciált reakciók kombinációját alkalmazza, például ipari szennyvizek tisztításában. Az Osztály kutatásokat folytat az alternatív energiatermeléshez kapcsolódó katalítikus folyamatok területén, mint CO eltávolítás hidrogénből PROX reakcióval, metán száraz reformálása egy európai kutatási program keretében. Továbbra is egyedülálló az országban az a tevékenységünk, ami jelzett vegyületek felhasználásával végzett katalitikus reakciók vizsgálatával foglalkozik.

A kutatásaink három fő irányba csoportosíthatók: (i) a zöld kémia irányában szelektív oxidáció (glükózé Au katalizátorokkal), enantioszelektív reakciók (C=C hidrogénezés Pd katalizátorokkal) tanulmányozása, (ii) a környezeti katalízis irányában a szén-monoxid és nitrogén-oxidok katalitikus oxidációja ill. redukciója, metán száraz reformálása, a gázolaj kéntelenítés katalizátorainak vizsgálata, különös tekintettel azok felhasználására a biogázolaj deoxigénező előállítására, a nagy szerves anyag tartalmú ipari szennyvizek oxidatív kezelése katalitikus és ionizáló sugárzásos eljárásokkal, (iii) az alternatív energiatermeléssel kapcsolatban alkalmazható katalitikus rendszerek mint pl. tüzelőanyagcellák elektródkatalizátorainak fejlesztése, PROX reakció vizsgálata.

Jelentősek a katalízisben a nemzetközi együttműködéseink. Például a berlini Fritz-Haber Intézet kutatóival közösen in situ PGAA mérésekkel kombinált katalitikus reaktorban sikerült kimutatni, hogy a fém Pd katalizátor szilárd fázisában reakció közben hogyan változik az oldott hidrogén mennyisége, ezzel párhuzamosan a katalizátor szelektivitása (ebből közlemény is született a Science folyóiratban). Francia és ír kutatóhelyekkel alkotott konzorciumban folynak a metán száraz reformálásával kapcsolatos kutatásaink.

 

A laboratórium munkatársai