Projekti / Programi
Anorganska kemija in tehnologija
01. januar 1999
- 31. december 2003
| Koda |
Veda |
Področje |
Podpodročje |
| 1.04.00 |
Naravoslovje |
Kemija |
|
| 2.02.00 |
Tehnika |
Kemijsko inženirstvo |
|
| Koda |
Veda |
Področje |
| P360 |
Naravoslovno-matematične vede |
Anorganska kemija |
| P351 |
Naravoslovno-matematične vede |
Strukturna kemija |
| P402 |
Naravoslovno-matematične vede |
Fotokemija |
| P305 |
Naravoslovno-matematične vede |
Kemija okolja |
| T350 |
Tehnološke vede |
Kemijska tehnologija in inženirstvo |
Sinteza, anorganski materiali, superkisline, visokoenergijski oksidanti, kemija fluoridov, kemija lantanoidov, nestacionarni modeli kemijskih procesov, hibridni modeli, čiste tehnologije, odpadne snovi.
Raziskovalci (19)
Organizacije (1)
| št. |
Evidenčna št. |
Razisk. organizacija |
Kraj |
Matična številka |
Štev. publikacijŠtev. publikacij |
| 1. |
0106 |
Institut "Jožef Stefan" |
Ljubljana |
5051606000 |
18 |
Povzetek
Raziskovalno delo Programske skupine za anorgansko kemijo in tehnologijo bo v naslednjih letih usmerjeno v sinteze novih anorganskih materialov s specifičnimi lastnostmi in v razvoj okolju prijaznih tehnologij. Na področju novih materialov je namen raziskav razviti nove sintezne poti za pripravo novih spojin z zanimivimi električnimi, optičnimi in magnetnimi lastnostmi. Pri tem bomo raziskovali nove sintezne poti z uporabo superkislin, študirali bomo reakcije pri superkritičnih pogojih topila oziroma enega ali več reaktantov, sinteze bomo izvajali pri visokih tlakih (nekaj kbar) in raziskovali bomo reakcije v nevodnih medijih z različnimi oksidanti. Tako bomo raziskovali reakcije z najmočnejšimi znanimi oksidanti (kationski Ni(IV) in kationsko Ag(III) razvitimi v sodelovanju z University of California, Berkeley, ZDA. Poseben poudarek bo na študiju donorskih in akceptorskih lastnosti redkozemeljskih fluoridov in sintezi novih fluorovih spojin lantanoidov, ki predstavljajo potencialne prekursorje za novo koordinacijsko in organokovinsko kemijo lantanoidov. Študirali bomo sintezo novih -onijevih ionov. -Onijevi ioni, pozitivno nabite višje valentne spojine nekovin, npr. dušika, kisika, žvepla, ogljika in halogenov, igrajo zelo pomembno vlogo v kemiji. Uporabljajo se kot katalizatorji, reagenti in elektrofilni reagenti pri kemijski sintezi. Sintetizirali bomo nove interkalirane spojine grafita - grafitove fluoride, ki se uporabljajo kot katodni materiali v litijevih baterijah. Nove interkalirane grafitove fluoride bomo pripravljali v enostavni protonski superkislini brezvodnem vodikovem fluoridu v prisotnosti visokoenergijskih oksidantov ali pa z elementarnim fluorom v brezvodnem vodikovem fluoridu v prisotnosti UV svetlobe. Sintetizirali bomo nove spojine z nizko-dimenzionalnimi magnetnimi lastnostmi in nove enodimenzionalne kovine, ki imajo zanimive optične lastnosti. Nadalje bomo raziskovali reakcije v radiofrekvenčni plazmi. Na področju priprave in karakterizacije fluoriranih aerogelov pa bomo raziskovali njihov katalitski vpliv na reakcije v plinski fazi. Tu gre za zamenjavo freonov CFC-jev s HFC-ji, ki so okolju prijaznejši, saj se razgradijo preden dosežejo stratosfero. Vse nove spojine bomo tudi ustrezno karakterizirali tj. z rentgensko strukturno analizo, vibracijsko spektroskopijo, meritvami magnetnih lastnosti in masno spektrometrijo.Na področju aplikativnih raziskav bomo nadaljevali razvoj dinamičnih modelov oziroma nestacionarnih modelov kemijskih procesov. Takih modelov v principu ni mogoče opisati analitično, ker so preveč kompleksni, zato je potrebno izboljšati algoritem v smislu povečanja hitrosti računanja. V tem primeru modeli niso več uporabni le za načrtovanje in dimenzioniranje opreme in procesov ter za njihovo optimiranje, temveč tudi za neposredno vodenje procesov. Težišče razvoja modelov bo na razvoju hibridnih modelov, pri katerih si obetamo, da bomo z vključitvijo nekaterih kemometrijskih metod (nevronske mreže) dosegli željeno povečanje hitrosti računanja.
Pomen za razvoj znanosti
Predlagani raziskovalni program je pomemben za znanost v svetovnem merilu, saj predstavlja skupina za sintezo fluorovihspojin enega od svetovnih centrov za raziskave te vrste. Večina projektov omenjenih v raziskovalnem programu je vezanihtudi na mednarodne projekte, kar samo po sebi kaže vpetost raziskav v svetovne znanstvene tokove. Naj navedemo le ne-kaj najvažnejših primerov. Sinteza novih najmočnejših oksidantov in njihova uporaba v organski kemiji omogoča sintezoperfluoriranih organskih spojin (sodelovanje z University of California, Berkeley, ZDA). Dobro poznavanje procesov fluoriranja omogoča razvoj novih postopkov za fluoriranje HDPE za avtomobilske rezervoarje za gorivo (za BASF, Nemčija). Sinteza interkaliranih grafitov (skupaj z University of Kyoto, Japonska) omogoča razvoj novih perspektivnih katodnih materialov za litijeve baterije. Razvoj katalizatorjev za pripravo okolju prijaznih freonov (evropski projekt). Razvoj in uporaba kompleksnih modelov procesov je danesv svetu v nekaterih disciplinah edino orodje za kvantitativno obravnavo sistemov z zadovoljivo natančnostjo.
Pomen za razvoj Slovenije
Raziskovalni program, ki ga je predlagala programska skupina za anorgansko kemijo in tehnologijo je pomemben tudi za Slovenijo, saj daje možnosti razvoja neodvisnih tehnologij za naša podjetja, povečuje konkurenčnost in tehnično samozavest. Skupina je že vsa leta svojega delovanja orientirana v reševanje problema odpadkov in razvoj čistih okolju prijaznih tehnologij. Na tem področju nudi skupina naši industriji vso podporo pri reševanju tehnoloških problemov in reševanju problema odpadkov. Naj naštejemo le nekaj projektov, ki so trenutno v teku ali se pripravljajo: zajemanje CO2 na čelu rudnika za povečanje hitrosti napredovanja čela (Rudnik lignita Velenje), dimenzioniranje opreme za razžvepljevanje odpadnih plinov v predelavi sekundarnih svinčevih spojin, za katero je značilno spreminjanje koncentracij SO2, pretoka plina in njegove temperature (Rudnik svinca Mežica), razvoj tehnologije termične predelave nevarnih in komunalnih odpadkov in čiščenje nastalih plinov ter obdelave ostankov termične razgradnje (KIV, Vransko), razvoj brezcianidnih sestavin za cementiranje in nitriranje v talinah soli (Kemična tovarna Podnart), razvoj postopka za izboljšanje kvalitete kemične odpadne sadre in njene ponovne uporabe v cementarnah (Cementarna Anhovo in Cinkarna Celje), uporaba odpadne sadre in lesnine za proizvodnjo gradbenih plošč (Glin, Nazarje) itd. Z znanjem, ki ga je programska skupina osvojila na področju kemije fluora, pa že nudi oziroma lahko nudi slovenski industriji ekspertize predvsem na naslednjih področjih: reševanje problema odpadnih fluoridov, tako plinastih (predvsem v opekarnah, pa tudi termoelektrarnah), kot tudi tekočih in trdnih, biomonitoring onesnaževanja s hlapnimi fluoridi in žveplom (Termoelektrarna Šoštanj), razvoj novih katodnih materialov za litijeve baterije, razvoj katalizatorjev za pripravo novih okolju prijaznih CFC-jev, razvoj lantanoidnih prekursorjev, ki bodo služili za izdelavo tankih prevlek lantanoidnih fluoridov itd.
Najpomembnejši znanstveni rezultati
Zaključno poročilo
Najpomembnejši družbeno–ekonomsko in kulturno relevantni rezultati
Zaključno poročilo
