A HUN-REN TTK Anyag- és Környezetkémiai Intézet előadóülése

Időpont: 2023. november 15., 10:00 – 11:20

Helyszín: HUN-REN Természettudományi Kutatóközpont, 1117 Budapest, Magyar tudósok körútja 2., földszinti előadóterem

Program

10:00 Béres Kende Attila1,2, Homonnay Zoltán2, Bereczki Laura1, Barthos Róbert1, Libor Kvitek3, Kótai László1 (1HUN-REN TTK, Anyag- és Környezetkémiai Intézet Plazmakémiai Kutatócsoport; 2Eötvös Loránd Tudományegyetem, Kémia Intézet, Hevesy György Kémia Doktori Iskola; 3Department of Physical Chemistry, Palacký University Olomouc, Olomouc, Czech Republic):

Potenciális oxid kompozit katalizátorok energiahatékony szintézise átmenetifém-komplexekből

A kvázi-intramolekuláris redoxreakciók szilárd fázisban jellemzően alacsony hőmérsékleten (<200 °C) mennek végbe. A reakciók termékei lehetnek egyszerű fém-oxidok vagy vegyes fém-oxid kompozitok (többnyire spinel szerkezettel). A bemutatásra kerülő módszerrel a gyártási hőmérséklet jóval alacsonyabb, mint a hagyományosan alkalmazott eljárásoknál, így gyorsabban, gazdaságosabban és környezetbarát módon állíthatók elő átmenetifém-oxid kompozitok, amelyek katalizátorként alkalmazhatók. Ezen túlmenően a hőkezelés során keletkező amorf anyagok további szabályozott melegítési hőmérséklettel és idővel kristályos nanoméretű (2-100 nm) oxidokká alakulnak át, illetve adott esetben az atmoszféra változtatásával (levegő, inert vagy redukáló) a katalitikus aktivitás szabályozhatóvá válhat.

Ahhoz, hogy hő által kiváltott kvázi-intramolekuláris redoxreakció lejátszódjon, nagyszámú hidrogénkötés jelenléte szükséges. A különböző típusú központi fémionokat (FeIII, CoIII, CuII, AgI), redukáló ligandumokat (NH3, piridin vagy karbamid) és oxidáló anionokat (NO3–, MnO4–, ReO4–, ClO4– stb.) tartalmazó átmeneti fémkomplexek vegyesfém-oxid katalizátorok alacsony hőmérsékletű, környezetbarát előállítására alkalmasak. A fent említett komplexekből előállított Fe-Mn és Ag-Re oxid kompozitok katalitikusan aktívak a CO2 hidrogénezésében és redukciójában (CO, CH4, C2H6 and C3H8), illetve a metanol dimetoxi-metánná alakításában.

10:40 Klébert Szilvia1, Tátraaljai Dóra2, László Krisztina2, Rácz Anita1 (1HUN-REN TTK Anyag- és Környezetkémiai Intézet, Plazmakémiai Kutatócsoport; 2BME Vegyészmérnöki és Biomérnöki Kar, Fizikai Kémia és Anyagtudományi Tanszék):

Kemometria és IR spektroszkópia kombinációja anyagtudományi kihívások megoldására

A szerkezeti anyagok manapság már a mindennapi életünk részét képezik határtalan alkalmazási területtel. Emellett az elmúlt évtizedek során egyre jobban növekszik az igény a környezetbarát, könnyen újrahasznosítható, „zöld” anyagokra is (különösen a műanyagok területén). A tervezésük mellett a kémiai, fizikai és mechanikai tulajdonságainak leírása is rendkívül fontos szerepet kap. A mintamátrixok infravörös spektrumai különösen jó adatbázisként szolgálnak a szerkezeti anyagok fizikai és kémiai tulajdonságainak „klasszikus” és gépi tanulásos modellezésére. Bár számos tudományterületen már általánosan elfogadott a kemometriai (statisztikai) módszerek és a különböző spektroszkópiai technikák kombinációja, az anyagtudomány területén ez még csak a kezdetleges lépéseknél tart. A többváltozós kemometriai módszerek, az említett gépi tanulásos (machine learning) algoritmusok eközben rohamosan fejlődtek, használatukkal pedig az anyagtudomány területén is időt és költséget takarítunk meg. Emellett a meglévő kísérleti meghatározások kiváltására új, környezetbarát eljárásokat tudunk kifejleszteni. A kísérleti adatokat tartalmazó anyagtudományi adatbázisok megjelenésével, valamint a számítógépes infrastruktúra fejlődésével mára már ígéretes új iránynak tekinthető a gépi tanulásos modellezés (Chan et al., 2022).

Az előadásban bemutatott kutatásaink célja a polimerek és polimer kompozitok kémiai, fizikai és mechanikai tulajdonságainak pontos és környezetbarát meghatározása, valamint az ún. (bio)char-ok kvantitatív és kvalitatív tulajdonságainak modellezése. Mindkét kutatáshoz a minták FT-IR spektrumai szolgáltatták a kiindulási adatbázist a klasszikus és gépi tanulásos modellezésekben. A szerkezeti anyagok ezen két különböző szegmensénél a pontos és robusztus osztályozási és regressziós modelljeink jól reprezentálják a kemometria hasznosságát és hatékony alkalmazhatóságát agyagtudományi kihívások esetében.