Zöld Kémia Kutatócsoport

A Zöldkémia Kutatócsoport célja, hogy a fenntartható fejlődés elveivel összhangban kutatómunkájával hozzájáruljon a környezetterhelés csökkentéséhez, és megfelelő alapkutatási infrastruktúrát biztosítson a környezetkímélő, ill. zöld technológiák fejlesztéséhez. Ennek érdekében tanulmányozzuk az olyan az eljárásokat, melyek segítségével a környezetre kevésbé ártalmas módszerekkel, lehetőleg természetes eredetű nyersanyagokból állíthatók elő a társadalom számára szükséges vegyi anyagok és energiahordozók, illetve vizsgáljuk a környezetbe kikerülő vegyületek sorsát, hogy felmérhessük az általuk potenciálisan okozott károkat. Alapkutatási vizsgálatainkkal folytatni kívánjuk a lassan évszázados magyar kinetikai iskola hagyományait, és tudásunkat átadni a következő nemzedékeknek.

Fő kutatási területek:

Heterogén katalitikus folyamatok tanulmányozása

A korszerű anyagtudomány eredményeire és módszereire alapozva az energia-kémia, a környezetbarát vegyipar és a környezetvédelem heterogén katalitikus eljárásait megalapozó kutatásokat folytatunk. Kutatjuk a megújuló szénforrások, biomassza és szén-dioxid, vegyi anyagokká illetve motorhajtó anyagokká konvertálásának heterogén katalitikus folyamatait, valamint keressük a levegő- és vízszennyező ipari emissziók csökkentését szolgáló heterogén katalitikus megoldásokat. Kutatómunkánkhoz tartozik az adszorbensek és katalizátorok (oxid-hordozós fém és fém-oxidok) előállítása, a rendezett szerkezetű pórusos anyagok (zeolitok, nanopórusos szilikátok) szintézise és módosítása, fizikai-kémiai jellemzése. A katalitikus mechanizmus mélyebb megértéséhez feltárjuk a katalizátorok felületi, szerkezeti és katalitikus tulajdonságai közötti összefüggéseket.

Kutatási témáink:

  • Bioolajok, bioplatform indermedierek katalitikus konverziója.
  • Nitrogén-oxidok szelektív katalitikus redukálása.
  • Bioanyagok folyadékfázisú pirolízise (degradatív extrakció).
  • Újszerű hordozós fémkatalizátorok felkutatása biomassza-származékok oxigén-tartalmának csökkentésére.
  • Alkoholok, aldehidek és ketonok heterogén katalitikus Guerbet reakciói
  • Szelektív oxidációs reakciók megvalósítás heterogén katalitikus módszerrel (heterogén Wacker rakció).
  • Üzemanyag előállítás és minőségjavítás lignocellulózból kinyerhető szerves molekulák felhasználásával.
  • Illékony szerves vegyületek teljes oxidációja átmenetifémekkel módosított nanopórusos szilikát katalizátorokon

Légkörkémiai kutatások

A csoport másik fő kutatási területe azon természetes fizikai-, kémiai- és biológiai folyamatok megismerése és jellemzése, amelyekben a környezetbe kerülő szennyezők más anyagokká alakulnak át. Különösen veszélyesek a természetes folyamatokban lassan lebomló, nagy biológiai aktivitású vegyületek, valamint az ózonpajzsot károsító, a klímaváltozást kiváltó, illetve a városi környezet levegőminőségét károsító légszennyező anyagok. Elsősorban olyan folyamatokat és jelenségeket vizsgálunk, amelyek fontos szerepet játszanak a klímaváltozás és a környezet kémiájának komplex kölcsönhatásában. Fontos reakciókinetikai és fotokémiai paramétereket határozunk meg, amelyek bemenő paraméterként szerepelnek a légkörkémiai és égési modellekben. Kísérletinkben legtöbbször lézeres technikát alkalmazunk a reaktív részecskék (pl. szabadgyökök) előállítására és detektálására.

Kutatási témáink:

  • Légkörkémia, égéskémia, reakciókinetika, fotokémia, fotofizika, spektroszkópia.
  • Elemi kémiai reakciók, kinetikai paraméterek, reakciómechanizmus.
  • Kvantumhatásfok, élettartam, lézer-spektroszkópia, fotokémiai mechanizmus.
  • Modell molekulák: levulinsav, γ-valerolakton, 2-metil-tetrahidrofurán, 5-hidroximetil-furfural, etil-fluorid és acetil-fluorid.

Fotofizikai és fotokémiai kinetikai kutatások

Alapkutatás jellegű vizsgálatainkkal a gerjesztett állapotú rendszerekben lejátszódó fotofizikai kinetikai folyamatok mechanizmusát derítjük fel, illetve tanulmányozzuk a fotogerjesztés után lejátszódó gyökreakciók kinetikáját. Különös figyelmet fordítunk annak kutatásárára, hogy az oldószer tulajdonságok hogyan befolyásolják az elemi reakciók sebességét.

Kutatási témáink:

  • Kettős lumineszcenciás rendszerek fotofizikai kinetikája.
  • A hidrogén-híd kötés hatása a fotofizikai folyamatokra.
  • Oldószer polaritás hatása a lumineszcencia színképekre.
  • Fotoredukciós rendszerek fotokémiai kinetikája (aceton, benzofenon és furfural-származékok reakciói alkoholokkal és szénhidrogénekkel).

Elméleti kémiai számítások

A csoportban folyó kísérleti vizsgálatokat elméleti módszerek alkalmazása is segíti. Vizsgáljuk a kémiai reakciók mechanizmusát, kinetikáját, dinamikáját, továbbá az átmenetifém-komplexek szerkezetét, fotofizikai és fotokémiai tulajdonságaikat valamint az általuk katalizált reakciók mechanizmusát. Az elméleti vizsgálatokban kvantumkémiai módszereket használunk a molekulák szerkezetének és fizikai tulajdonságainak meghatározására, valamint a kísérletileg is vizsgált reakciók potenciálisenergia-felületeinek számítására. Az utóbbiak ismeretében feltárjuk a reakciók mechanizmusát, és saját fejlesztésű módszerekkel számítjuk ki reakciókinetikai- és dinamikai paramétereiket. Hasonló elméleti módszerek segítik a katalitikus folyamatok mechanizmusának megismerését és az optimális katalizátorok kifejlesztését. A fotokémiai kísérletek értelmezéséhez nemadiabatikus dinamikai vizsgálatokkal járulunk hozzá.

Kutatási témáink:

  • Gázfázisú elemi reakciók kinetikája és dinamikája (pl. CH3+HBr, CH3+HCl, H+O2, γ-valerolakton + OH)
  • Katalitikus reakciók mechanizmusa és kinetikája (pl. biomassza-származékok heterogén katalitikus átalakítása, Pd és PNligandumok, Grubbs-katalízis)
  • Fotokémiai reakciók kinetikája (5-hidroximetil-furfural, benzofenon, berberin)
  • Átmenetifém-komplexek szerkezetének és fotokémiájának elméleti vizsgálata (porfirin-komplexek, Fe és Ru N-tartalmú ligandumokkal alkotott komplexei)
  • Halometán molekulák fotoionizációjának és fotodisszociációjának vizsgálata
  • Fénnyel kapcsolható és fény-hasznosító vas-komplexek elméleti vizsgálata
  • Biomassza-származékok heterogén katalitikus átalakításának elméleti vizsgálata

Metatézis kutatások – facebook oldal

A metatézis kutatások célja új innovativ anyagok, polimerek, új generációs metatézis katalizátorok és olefin metatézisen alapuló környezetbarát kémiai folyamatok fejlesztése és azok gyakorlati alkalmazási lehetőségeinek kidolgozása.

Tevékenységi területe:

  • Petrolkémia – környezetbarát polimerek előállítása
  • Biopolimer szintézis – gyógyszerhordozó polimerek, implantátumok fejlesztése
  • Biomassza, növényi olajok hasznosítása, zöldkémia
  • Energiatároló polimerek fejlesztése.

Szakértelemtár

Együttműködések

Oktatási tevékenység

Mérőberendezések

Vezető

Tuba Róbert

Munkatársak

2018-06-22T10:13:13+00:00 2018. április 9.|Kutatócsoportok|
X