Кузнецов Борис Николаевич

Родился 8 декабря 1945 г. г. Камень, Алтайского края 1969 г. - окончил Новосибирский государственный университет, факультет естественных наук по специальности "химия"; 1972 г. - защита кандидатской диссертации; 1981 г. - защита докторской диссертации; 1981 г. - присвоено звание старшего научного сотрудника; 1984 г. - присвоено звание профессора; 660049, Красноярск, ул. К.Маркса,42 ИХХТ СО РАН Тел.: (391) 249-48-94 Факс: (391) 243-93-42 E-mail: bnk@icct.ru Доктор химических наук, первый заместитель директора ИХХТ СО РАН, заведующий кафедрой органический химии (Красноярский государственный университет) Область научных интересов – органический катализ, приготовление катализаторов. Каталитические процессы переработки природного органического сырья: нефти, ископаемых углей, растительной биомассы. Комплексная переработка возобновляемой древесной биомассы в ценные химические продукты. Глубокая переработка ископаемых углей в жидкие, газообразные и облагороженные твердые топлива. Получение пористых углеродных материалов из природного органического сырья. Кузнецовым Б.Н. основано и развито новое направление в области научных основ приготовления ультрадисперсных катализаторов превращения углеводородов и внесен крупный вклад в развитие новой области катализа – каталитической химии гетерогенизированных металлокомплексов. Им выполнены пионерские работы по дизайну каталитически активных центров различных реакций путем целенаправленных превращений металлокомплексов, закрепленных на оксидных подложках, предложены оригинальные каталитические системы нового типа, совмещающие основные достоинства традиционных гомогенных и гетерогенных катализаторов. Открыты новые области применения гетерогенизированных металлокомплексов в катализе: впервые показана возможность синтеза поверхностных соединений металлов, не имеющих аналогов среди индивидуальных металлокомплексов, разработаны новые подходы к приготовлению ультрадисперсных металлических, биметаллических, оксидных и сульфидных катализаторов, впервые установлена природа каталитически активных центров молибденовых катализаторов метатезиса олефинов, изучено влияние размерных эффектов и установлены причины синергизма в процессах превращения углеводородов на промышленных биметаллических катализаторах. На основе выявленного феномена опосредованного катализа в превращениях твердого органического сырья им предложены новые эффективные процессы глубокой переработки бурых углей Канско-Ачинского бассейна в облагороженные твердые, синтетические жидкие и газообразные топлива. Ряд разработок (получения полукокса, углеродных сорбентов, металлургического кокса, сжигание угля в кипящем слое катализатора) прошли успешные опытно-промышленные испытания. На опытном производстве СибВТИ Минэнерго внедрен способ розжига котлов по сжиганию бурого угля в псевдоожиженном слое. В последние годы развиты научные основы новых, экологически безопасных и ресурсосберегающих процессов глубокой переработки древесины и древесных отходов. На основе установленных закономерностей химических превращений компонентов древесной биомассы, инициируемых катализаторами и активирующими воздействиями, им разработаны новые подходы к получению химических продуктов, востребованных фармацевтической, пищевой и химической промышленностью. Под его руководством разработаны научные основы технологий получения из лигноцеллюлозных отходов ванилина (Сяський ЦБК), микрокристаллической целлюлозы (НПП «Медбиофарм»), красителей из коры пихты и липидов из коры осины (Енисейский ЦБК), бетулина и энтеросорбента из коры березы (Лесосибирский КЭЗ). Кандидатская диссертация «Нанесенные катализаторы, полученные взаимодействием аллильных соединений переходных металлов с поверхностью носителя» защищена в объединенном ученом совете по химическим наукам СО АН СССР (г. Новосибирск) по специальности "физическая химия". Предложены новые способы приготовления ультрадисперсных никелевых и молибденовых катализаторов, нанесенных на силикагель. Установлено, что при взаимодействии аллильных комплексов никеля и молибдена с носителем происходит образование поверхностных металлоорганических соединений. Последующая восстановительная обработка катализатора приводит к восстановлению нанесенного металла либо до поверхностных соединений, содержащих ион металла в низшей степени окисления (например, до ионов Мо+2 в случае молибденовых катализаторов), либо до нульвалентного состояния (в случае никелевых катализаторов). Катализаторы в окисленном состоянии содержат ионы металла в одной из высших степеней окисления, которые могут быть связаны с носителем химической связью. В процессе восстановительной и окислительной обработки катализаторов, полученных с применением металлоорганических соединений, высокая дисперсность нанесенного металла, созданная на первой стадии генезиса, сохраняется, что подтверждается результатами адсорбционных измерений и данными физических методов. Так восстановленные никелевые катализаторы содержат частицы никеля, размером менее 8А, а восстановленные молибденовые катализаторы – изолированные ионы двухвалентного молибдена. Каталитическая активность полученных высокодисперсных катализаторов в реакциях гидрирования, окисления, изотопного обмена кислорода значительно превышает активность менее дисперсных образцов, приготовленных традиционными методами. Докторская диссертация «Синтез и исследование катализаторов нового типа, полученных через закрепление металлокомплексов на окисных носителях» защищена в диссертационном совете Института катализа СО АН СССР (г. Новосибирск) по специальности "химическая кинетика и катализ". Открыта новая область применения закрепленных комплексов металлов в катализе – синтез каталитически активных центров различной природы на поверхности оксидных носителей путем целенаправленных превращений закрепленных металлокомплексов. Предложены оригинальные методы синтеза поверхностных комплексоы Мо, W, Re, Co, Ni, Pt, Pd и Rh, основанные на осуществлении химического взаимодействия металлоорганических, алкоксидных, карбонильных и неорганических соединений металлов с функциональными группами на поверхности оксидных подложек. Изучены закономерности формирования металлических, окисных и сульфидных наночастиц, образующихся на поверхности носителей при термопревращениях закрепленных металлокомплексов в среде водорода, кислорода и сероводорода. Установлены факторы, ответственные за формирование наноразмерных частиц активного компонента в нанесенных катализаторах. Обоснована и экспериментально доказана возможность применения нанесенных катализаторов, полученных через стадию закрепления металлокомплексов, для решения ряда проблем, являющихся фундаментальными в катализе: идентификации природы каталитически активных центров различных реакций, выявления взаимосвязи между составом поверхностных образований и каталитическими свойствами, установления закономерностей формирования металлических, окисных и сульфидных частиц в нанесенных катализаторах. Разработаны методы регулирования каталитических свойств закрепленных металлокомплексов в реакциях гидрирования, гидроформирования и метатезиса непредельных углеводородов, основанные на вариации лигандов и нуклеарности комплексов. Исследовано влияние степени окисления иона металла в закрепленных комплексах Мо, W и Re на активность в реакции метатезиса пропилена. Впервые установлено, что предшественниками активных центров в нанесенных катализаторах метатезиса олефинов являются поверхностные координационно ненасыщенные ионы металла в степени окисления +4. Впервые установлено, что поверхностные соединения 6-ти валентного молибдена и вольфрама являются активными центрами реакции окисления водорода, протекающей при температурах 100-400 °С по слитному механизму. Катализаторы, содержащие частицы МоО3 или WО3, активны лишь при температурах выше 400°С, причем реакция протекает по окислительно-восстановительному механизму. Разработаны эффективные методы регулирования каталитических свойств нанесенного металла в реакциях превращения углеводородов, основанные на вариации состава поверхностных биметаллических частиц. Показано, что введением промотора можно добиться таких же изменений в активности и селективности, которые достигаются при вариации природы металла. При использовании целенаправленных методов синтеза поверхностных образований определенного состава получены активные и селективные катализаторы для важных в прикладном отношении реакций: дегидрирования и дегидроцоклизации н-парафинов, гидорогенолиза серусодержащих соединений, селективного гидрирования циклопентадиена и циклододекатриена, метатезиса олефинов. Разработан эффективный платинооловянный катализатор дегидрированния высших парафинов и технология его приготовления. Катализатор прошел успешные испытания в дегидрировании парафиновой фракции С11-С14 на опытно-промышленной установке. Автор и соавтор 855 научных публикаций, в т.ч. 169 статьи в отечественных и 155 – в зарубежных журналах. Наиболее значимые работы: Yu.I. Yermakov, B.N. Kuznetsov, V.A. Zakharov, Catalysis by supported complexes, Elsevier Sci Publ. Co, Amsterdam, 1981, 450 p. Б.Н. Кузнецов, Катализ химических превращений угля и биомассы, Новосибирск: Наука, 1990, 301 с. Б.Н. Кузнецов, Актуальные проблемы промышленной органической химии, Изд. КрасГУ, Красноярск, 2002, 308 с. В.Ф. Шабанов, Б.Н. Кузнецов, М.Л. Щипко, Т.Г. Волова, В.Ф. Павлов, Фундаментальные основы комплексной переработки углей КАТЭКа для получения энергии, синтез-газа и новых материалов с заданными свойствами, Новосибирск: Изд-во СО РАН, 2005, 219 с. Б.Н. Кузнецов, Металлокомплексный катализ в химии твердого органического сырья, Успехи химии, 1990, т. 59, в. 12, с.2021-2033. Б.Н. Кузнецов, Новые каталитические процессы в химической переработке ископаемых углей, Известия РАН, сер. хим., 1994, №5, с.792-798. Б.Н. Кузнецов, Каталитические методы в получении химических продуктов из древесной биомассы, Химия в интересах устойчивого развития, 1998, т.6, с.383-396. Б.Н. Кузнецов Некоторые актуальные направления исследований в области химической переработки древесной биомассы и бурых углей, Химия в интересах устойчивого развития, 2001, т.9, с.443-459. B.N. Kuznetsov, S.A. Kuznetsova, V.G. Danilov et al. Catalysis Today, 2002, v. 75, p.211-217. Б.Н. Кузнецов, С.А. Кузнецова, В.Е. Тарабанько, Новые методы получения химических продуктов из биомассы деревьев сибирских пород, Российский химический журнал, (Журнал российского химического общества им. Д.И. Менделеева), 2004, т. XLVIII, №3, с. 4-20.