Zakład Katalizy na Metalach.

Rys historyczny.

Badania katalityczne w Instytucie Chemii Fizycznej PAN w szerszym zakresie rozpoczęły się ok. roku 1964, kiedy Profesor Wacława Palczewska stanęła na czele nowopowstałego Zakładu Katalizy na Metalach. Niektóre metale, jak pallad czy nikiel, przy wystarczającym ciśnieniu wodoru podlegają transformacji fazowej do odpowiednich wodorków. Ciśnienie równowagowe przejścia metal-wodorek zależy od dyspersji palladu osadzonego na nośniku. Odkrycie to doprowadziło do zaprojektowania wysoce selektywnego katalizatora reakcji uwodornienia acetylenu (patrz poniżej). Grupa Profesor Palczewskiej złożona z ok. 20 badaczy zajęła się studiami nad różnego typu oddziaływaniami wodór-metal i wpływem transformacji wodorkowej na aktywność katalityczną. Grupa przedstawiała wyniki tych badań na Międzynarodowych Konferencjach Katalitycznych w 1968 w Moskwie, w 1972 w Palm Beach i w 1976 w Londynie. Profesor Palczewska opublikowała również artykuł przeglądowy i rozdział w monografii poświęcony katalitycznemu aspektowi badań wodorków metali. Profesor Palczewska zapoczątkowała również w Instytucie badania powierzchniowe m.in. metodami spektroskopii elektronowych. W początku lat siedemdziesiątych Instytut wybudował własnej konstrukcji spektrometry XPS i AES. Pomiary pracy wyjścia były jednym z wielu nowopodjętych tematów. W 1990 roku Zakład zakupił nowoczesnej konstrukcji spektrometr "Vacuum Generators" ESCALAB.

Od lat osiemdziesiątych, badania powierzchniowe stały się integralnym elementem charakteryzacji katalizatorów. Okazały się one niezwykle owocne w badaniach katalitycznych metali (głównie palladu) modyfikowanych ołowiem, borem i węglem. Profesor Palczewska prezentowała ich wyniki na Międzynarodowych Konferencjach Katalitycznych w 1984 roku w Berlinie i w 1988 w Calgary.

W 1992 roku, kiedy Profesor Palczewska przeszła na emeryturę, Zakład podzielił się na dwa: Zakład Fizykochemii Powierzchni, kierowany przez Profesora Aleksandra Jabłońskiego i Zakład Katalizy na Metalach kierowany przez Profesora Zbigniewa Karpińskiego.

Zakres badań Zakładu Katalizy na Metalach obejmuje procesy uwodornienia alkynów i alkenów, reakcje alkanów i hydroodchlorowanie związków organicznych zawierających chlor (np. freonów) przy pomocy wysoce selektywnych katalizatorów metalicznych, głównie na bazie palladu.

Obecnie, laboratoria katalityczne Instytutu Chemii Fizycznej są dobrze wyposażone. Nowoczesne chromatografy gazowe i spektrometry mas najlepszych zachodnich firm zastąpiły sprzęt starej daty. Większość linii pomiarowych została zautomatyzowana i skomputeryzowana. Zakład może więc prowadzić bardzo długie eksperymenty w trybie ciągłym. Naukowcy Zakładu poczytują sobie za szczególne osiągnięcie wprowadzenie z powodzeniem szeregu testów - sond katalitycznych. Te niezwykle czułe pomiary pozwalają ujawnić najbardzej subtelne zmiany w charakterystyce katalizatora. Przykładowo, reakcje alkanów ujawniają obecność i stopień rozpowszechnienia oddziaływań pallad-nośnik. W wysokich temperaturach i w redukującej atmosferze część palladu tworzy krzemki palladu. Analogiczne wyniki uzyskano dla układów Pd- gamma -Al 2 O , Au/SiO i katalizatorów bimetalicznych.

Niezależne pomiary fizyczne wykonane w Instytucie jak również doniesienia literaturowe potwierdziły te wyniki.

Laboratorium Proszkowej Dyfrakcji Rentgenowskiej, kierowane przez Dr Jerzego Pielaszka i działające w ramach Zakładu, obejmuje badaniami takie i podobnie wysoce zdyspergowane katalizatory metaliczne. Dziś, Laboratorium oferuje badania XRD in situ transformacji strukturalnych katalizatorów w warunkach reakcji. Opracowano również konstrukcję laboratoryjnego spektrometru EXAFS opartego na  żródle promieniowania z rotującą anodą firmy Siemens. Dr Pielaszek ostatnio podsumował osiągnięcia swojego zespołu (J.Pielaszek, X-Ray Diffractometry in Supported Catalyst Studies , Institute of Physical Chemistry, Polish Academy of Sciences, Warsaw 1995. ISBN 83-902848-3-9.).

(Tłumaczenie fragmentów z pracy: S.Csicsery, The Catalyst Review Newsletter , July 1997).