Институт катализа им. Г.К. Борескова СО РАН

Институт катализа им. Г.К. Борескова СО РАН (ИК СО РАН) — крупнейшее в России и одно из ведущих в мире научно-исследовательских учреждений в области катализа, физической химии и химической технологии. Полное наименование — Федеральное государственное бюджетное учреждение науки «Институт катализа им. Г.К. Борескова Сибирского отделения Российской академии наук». Расположен в Новосибирске, входит в состав Сибирского отделения РАН (СО РАН). Институт является головной организацией в России по проблемам катализа и занимает лидирующие позиции в разработке теоретических основ катализа, создании новых катализаторов и каталитических процессов для промышленности.

История

Основание и становление

Институт катализа был основан в 1958 году по инициативе выдающегося советского химика, академика Георгия Константиновича Борескова (1907–1984), который стал его первым директором и руководил им до 1984 года. Создание института было связано с необходимостью развития фундаментальных исследований в области катализа и их внедрения в промышленность, особенно в нефтепереработку, нефтехимию и химическую технологию. Первоначально институт назывался Институт катализа Сибирского отделения АН СССР.

Развитие в советский период

В 1960–1980-е годы под руководством Г.К. Борескова институт стал мировым центром каталитической науки. Были разработаны теория каталитического действия, методы создания катализаторов для процессов окисления, гидрирования, синтеза аммиака, конверсии углеводородов. В 1970 году институт был награждён орденом Трудового Красного Знамени за заслуги в развитии химической науки. В 1984 году, после смерти Борескова, институту было присвоено его имя.

Постсоветский период и современность

В 1990-е годы, несмотря на экономические трудности, институт сохранил научный потенциал, участвовал в международных проектах и продолжил разработку катализаторов для российской промышленности. В 2000-е годы институт активно развивал нанотехнологии, каталитические мембранные процессы, фотокатализ и методы in situ-спектроскопии. В 2018 году институт отметил 60-летие. На 2025 год ИК СО РАН является одним из крупнейших академических институтов России, в нём работает более 1000 сотрудников, включая около 400 научных сотрудников, из которых более 60 докторов и 200 кандидатов наук.

Структура и направления деятельности

Научные подразделения

Институт состоит из нескольких научно-исследовательских отделов, лабораторий и центров, сгруппированных по тематическим направлениям. Основные подразделения включают:

• Отдел физико-химических методов исследования катализаторов (включает лаборатории спектроскопии, электронной микроскопии, рентгеновской дифракции).
• Отдел каталитических процессов (лаборатории гетерогенного катализа, катализа в нефтепереработке, катализа в органическом синтезе).
• Отдел теоретических основ катализа (лаборатории квантовой химии, математического моделирования каталитических реакций).
• Отдел технологии катализаторов (лаборатории синтеза катализаторов, масштабирования, пилотных испытаний).
• Отдел экологического катализа (лаборатории очистки газов, каталитической нейтрализации выбросов).
• Центр коллективного пользования «Сибирский центр синхротронного и терагерцового излучения» (совместно с другими институтами СО РАН).

Основные направления исследований

• Фундаментальные основы катализа: изучение механизмов каталитических реакций, природы активных центров, кинетики и динамики процессов.
• Разработка новых катализаторов: создание гетерогенных, гомогенных, ферментативных и фотокаталитических систем для различных отраслей промышленности.
• Каталитические процессы в энергетике: разработка катализаторов для получения водорода, конверсии биомассы, синтеза топлив из возобновляемого сырья.
• Экологический катализ: очистка промышленных выбросов, нейтрализация парниковых газов, каталитическая утилизация отходов.
• Нанотехнологии в катализе: создание наноразмерных катализаторов, изучение их структуры и свойств.
• Методы in situ и operando: разработка методов исследования катализаторов в реальных условиях реакции (спектроскопия комбинационного рассеяния, ИК-спектроскопия, рентгеновская абсорбционная спектроскопия).

Ключевые достижения и разработки

Научные открытия

• Разработка теории активных центров на поверхности гетерогенных катализаторов (Г.К. Боресков, В.Б. Казанский, В.И. Зайковский).
• Создание методов in situ ЯМР-спектроскопии для изучения каталитических реакций (В.М. Мастихин, К.И. Замараев).
• Открытие явления структурной чувствительности каталитических реакций на металлах (Г.К. Боресков, В.П. Мордкович).
• Разработка теории каталитического окисления на оксидных катализаторах (В.Н. Пармон, А.И. Боронин).

Практические разработки

• Катализаторы для синтеза аммиака (процесс Габера-Боша) — разработка активных и стабильных систем на основе железа.
• Катализаторы для процессов нефтепереработки (крекинг, риформинг, гидроочистка) — внедрены на нефтеперерабатывающих заводах России.
• Катализаторы для очистки выхлопных газов автомобилей (нейтрализаторы трёхкомпонентного действия) — используются в системах «Евро-4» и «Евро-5».
• Катализаторы для синтеза метанола и диметилового эфира — применяются в химической промышленности.
• Фотокатализаторы для разложения органических загрязнителей в воде и воздухе (на основе диоксида титана).
• Каталитические мембранные реакторы для получения водорода высокой чистоты.

Международное признание

Институт катализа является членом Международной ассоциации каталитических обществ (IACS). Его сотрудники регулярно входят в состав редколлегий ведущих научных журналов (Journal of Catalysis, Applied Catalysis, Catalysis Today, Кинетика и катализ). Институт проводит международные конференции, в том числе «Российско-японский семинар по катализу» и «Школу-конференцию по катализу для молодых учёных».

Образовательная и кадровая деятельность

Подготовка специалистов

Институт катализа является базой для подготовки кадров высшей квалификации. На его базе действуют:

• Кафедра катализа и адсорбции Новосибирского государственного университета (НГУ).
• Кафедра химической технологии Новосибирского государственного технического университета (НГТУ).
• Аспирантура по специальностям «Катализ», «Физическая химия», «Химическая технология».
• Ежегодно институт выпускает более 20 кандидатов наук.

Научные школы

Институт основал научную школу академика Г.К. Борескова, которая продолжает развиваться его учениками. Среди известных учёных, работавших или работающих в институте: академики В.Н. Пармон, В.И. Бухтияров, К.И. Замараев, члены-корреспонденты РАН В.А. Лихолобов, А.С. Носков, О.Н. Мартьянов.

Инфраструктура и оборудование

Лабораторная база

Институт оснащён современным аналитическим и технологическим оборудованием, включая:

• Спектрометры ЯМР (300–600 МГц), ИК- и КР-спектрометры.
• Электронные микроскопы (ПЭМ, СЭМ, STEM) с атомным разрешением.
• Рентгеновские дифрактометры и спектрометры (XRD, XPS, XAS).
• Установки для in situ-исследований (реакторы с ИК- и ЯМР-детектированием).
• Пилотные установки для масштабирования каталитических процессов (от 1 до 100 литров).

Экспериментальные стенды

Институт имеет доступ к синхротронному излучению (Сибирский центр синхротронного излучения, СЦСТИ) и нейтронным источникам (Институт ядерной физики СО РАН). Это позволяет проводить уникальные исследования структуры катализаторов в реальном времени.

Партнёрство и сотрудничество

Промышленные партнёры

Институт катализа тесно сотрудничает с крупными российскими и зарубежными компаниями:

• ПАО «Газпром» (разработка катализаторов для газохимии).
• ПАО «Лукойл» (катализаторы для нефтепереработки).
• ПАО «Сибур» (катализаторы для полимеризации).
• ПАО «Нижнекамскнефтехим» (катализаторы для органического синтеза).
• Компания «BASF» (совместные проекты по гетерогенному катализу).

Академическое сотрудничество

Институт участвует в совместных проектах с институтами РАН (Институт органической химии им. Н.Д. Зелинского, Институт нефтехимического синтеза им. А.В. Топчиева), а также с зарубежными центрами (Институт катализа Макса Планка, Германия; Университет Токио, Япония; Университет Калифорнии, США). Институт является участником федеральных целевых программ и грантов Российского научного фонда (РНФ).

Издательская деятельность

Институт катализа является соучредителем и издателем одного из ведущих российских химических журналов — «Кинетика и катализ» (издаётся с 1960 года). Журнал входит в перечень ВАК и базы данных Scopus, Web of Science. Также институт выпускает сборники трудов конференций и монографии по катализу.

Интересные факты

• В 1970-х годах институт разработал катализатор для синтеза аммиака, который позволил увеличить производительность заводов на 30% без дополнительных капитальных затрат.
• В 2000-х годах сотрудники института создали фотокатализатор, способный разлагать фенол в воде под действием солнечного света, что используется для очистки сточных вод.
• Институт катализа является одним из немногих в мире, где проводятся исследования катализаторов в условиях, максимально приближенных к промышленным (температура до 1000°C, давление до 100 атмосфер).

Источники

• Официальный сайт Института катализа им. Г.К. Борескова СО РАН.
• История Сибирского отделения РАН: 1957–2007. — Новосибирск: Изд-во СО РАН, 2007.
• Боресков Г.К. Катализ: вопросы теории и практики. — Новосибирск: Наука, 1987.
• Пармон В.Н. Катализ: от фундаментальных исследований к промышленным технологиям. — Новосибирск: Изд-во СО РАН, 2015.
• Журнал «Кинетика и катализ», тома 1–64 (1960–2023).
• База данных РИНЦ (eLibrary.ru) — публикации сотрудников ИК СО РАН.