Projekti / Programi
Anorganska kemija in tehnologija
01. januar 2009
- 31. december 2014
| Koda |
Veda |
Področje |
Podpodročje |
| 1.04.00 |
Naravoslovje |
Kemija |
|
| Koda |
Veda |
Področje |
| P360 |
Naravoslovno-matematične vede |
Anorganska kemija |
| Koda |
Veda |
Področje |
| 1.04 |
Naravoslovne vede |
Kemija |
anorganski materiali s posebnimi lastnostmi, sinteza fluorovih spojin, koordinacijske spojine, razžvepljevanje dimnih plinov, odpadne snovi, ocene tveganj, kemometrija
Raziskovalci (26)
Organizacije (1)
| št. |
Evidenčna št. |
Razisk. organizacija |
Kraj |
Matična številka |
Štev. publikacijŠtev. publikacij |
| 1. |
0106 |
Institut "Jožef Stefan" |
Ljubljana |
5051606000 |
90.695 |
Povzetek
Program "Anorganska kemija in tehnologija" vključuje naslednja raziskovalna področja: a) Sinteza anorganskih spojin, b) Anorganski materiali s posebnimi lastnostmi in c) Tehnološke raziskave za trajnostni razvoj.
a.) Pomembnejša področja raziskav v sklopu sinteze anorganskih spojin so:
- Sinteza novih spojin, zlasti koordinacijskih tipa (Mm plus(L)n) (AF61-)m (L je SO2, AsF3, XeF2, HF itd, A je As, Sb, Bi), kjer so cilji teh raziskav preučevanje glavnih parametrov, ki vplivajo na število ("n") vezanih ligandov in na strukturo novih koordinacijskih spojin. Dosedanje raziskave bomo razširili z uvajanjem nekaterih novih ligandov (npr.: XeF4, XeF6, KrF2,POCl3, Xe, ...) in anionov (npr.: BF4-).
- Raziskave trifluoridov elementov V. glavne skupine periodnega sistema, ki so šibke Lewisove kisline. Poudarek bo zlasti na fluoroarzenatih(III), ki so v primerjavi s fluoroantimonati(III) precej manj raziskani.
- Študije sinteze ternarnih fluoridov z uporabo metatetičnih reakcij in uporaba fotokemičnih reakcij za sintezo že znanih binarnih ali ternarnih spojin, s prehodnim elementom, npr. Re, Ru, Os, Rh, Ir, Pd, Pt, v visokem oksidacijskem stanju.
- Sinteza novih hidrazinijevih(plus1) in hidrazinijevih(plus2) fluorometalatov prehodnih kovin, predvsem Nb, Ta, Mo in Ag. S kvantnokemijskimi pristopi nameravamo podrobneje opisati tuneliranje protona, ki je značilno za nekatere spojine tega tipa.
b) V sklopu anorganskih materialov s posebnimi lastnostmi so predvidene razskave na naslednjih področjih:
- Sinteza ogljikovih fluoridov in interkaliranih grafitov, ki se uporabljajo kot anodni materiali v litijevih baterijah.
- Strukturna karakterizacija različnih raztaljenih soli (t.i. "molten salts"), ki so tekoče in popolnoma disociirane pri sobni temperaturi brez prisotnosti topila in imajo širok razpon uporabe (npr. kot elektroliti, katalizatorji).
- Sinteza in karakterizacija visoko-temperaturnih superprevodnih materialov.
- Priprava in karakterizacija površinsko aktivnih anorganskih materialov na osnovi oksidov, fluoridoksidov ali fluoridov z ustrezno morfologijo, teksturo in površinskimi ter mehanskimi lastnostmi, glede na področje njihove potencialne uporabnosti (kisli heterogeni katalizatorji v nekaterih industrijsko pomembnih reakcijah).
c) Pomembnejša področja tehnoloških raziskav za trajnostni razvoj predstavljajo:
- Čiščenje dimnih plinov s poudarkom na razžvepljevanju (RDP): osnovni cilj raziskav je razviti takšne postopke za čiščenje dimnih oz. odpadnih plinov, ki bodo stroškovno mnogo ugodnejše od dosedanjih rešitev.
- Preprečevanje nastajanja in odstranjevanje onesnaževal pri sežigu odpadkov: raziskave bodo zajemale izbor in obdelavo peska za sežig v vzvrtinčenem sloju ter uporabo aditivov v gorivu. Vključevale bodo tudi čiščenje dioksinov in njim podobnih snovi z alternativnimi adsorbenti ter razvoj cenejših metod določanja koncentracij tovrstnih polutantov.
- Uporaba odpadkov kot sekundarnih surovin.
- Ocenjevanje tveganja zaradi nesreč z nevarnimi snovmi.
- Uporaba kemometričnih metod pri analizi okoljskih podatkov, pri analizi procesnih parametrov pri sežigu odpadkov in čiščenju dimnih plinov ter pri izdelavi hibridnih modelov.
- Zasledovanje specifičnih polutantov v okolju in prehranski verigi (fluorid v hrani, sulfatni ion v medu).
Pomen za razvoj znanosti
Programska skupina Anorganska kemija in tehnologija predstavlja eno od vodilnih skupin v svetu na področju sinteze novih anorganskih spojin. Njeno najbolj prepoznavno raziskovalno področje predstavlja kemija fluora. Prednost skupine je v njeni raznolikosti in usposobljenosti članov programske skupine za izvedbo tudi najbolj zahtevnih sinteznih tehnik. Tekom let smo uspešno razvili vrsto sodelovanj z raziskovalci iz Evrope, Japonske, Kanade in ZDA. Širši svetovni pomen dolgoletnih raziskav programske skupine na področju kemije fluora se odraža tudi v nekaterih drugih aktivnostih skupine. Tako smo v letu 2010 v Ljubljani organizirali 16. evropski simpozij o kemiji fluora, ki združuje kemike iz vseh področij raziskav tega elementa. Pokazatelj ugleda je tudi Zoisova nagrada za življenjsko delo, ki jo je prejel član programske skupine B. Žemva. Nekateri izsledki raziskav naše raziskovalne skupine predstavljajo izjemen pomen za zakladnico znanj anorganske kemije (npr. sinteze novih binarnih fluoridov NiF3, NiF4, AgF3, raziskave fluoridov žlahtnih plinov kot ligandov). Pomen, ki ga imajo raziskave programske skupine za razvoj znanosti, je viden iz številnih objav, tudi v najprestižnejših revijah na področju kemije kot so Angewandte Chemie, Journal of American Chemical Society, Chemical Communication, Dalton Transactions, Inorganic Chemistry in drugih. Pohvalimo se lahko tudi s prispevki članov programske skupine, ki so preglede raziskav podali v poglavjih v knjigah. Tukaj velja izpostaviti poglavje v knjigi Comprehensive Inorganic Chemistry II (Elsevier 2013). Še posebej pa nas veseli, da so naša dela citirana tudi v temeljnih strokovnih knjigah, ki so pomembne za razvoj kemije in prenos znanja. Temeljne raziskave dela skupine so dobra podlaga za bolj usmerjene raziskave materialov s posebnimi lastnostmi in njihovo nadaljnjo uporabo v industriji. Tudi aplikativne in razvojne raziskave, ki uspešno rešujejo specifične tehnološko-razvojne probleme v skladu z glavnimi strateškimi prioritetami EU preraščajo meje Slovenije. Skupina je močno vpeta v sodelovanje v projektih EU s področja trajnostnega razvoja in varovanja okolja in tudi s področja energetike in učinkovite rabe energije.
Pomen za razvoj Slovenije
Delo programske skupine je pomembno tudi za razvoj Slovenije. Tehnološke raziskave za trajnostni razvoj so eno izmed področij, ki je pomembno za slovensko industrijo. Raziskave na področju anorganskih spojin predstavljajo dobro izhodišče za razvoj novih materialov s posebnimi lastnostmi. Znanje in izkušnje pri tako zahtevnem raziskovalnem delu pa lahko pripomorejo k iskanju rešitev, ki jih potrebuje slovenska industrija. Na področju tveganj za večje nesreče z nevarnimi snovmi (procesna varnost) smo tekom programskega financiranja sodelovali pri raziskavah na področju povezav med presojami vplivov na okolje ter rezultati varnostnih analiz, kot tudi na izhodiščih za izbor vodilnih kazalcev o kvaliteti izvajanja varnostnih ukrepov. Omenjana področja imajo direkten pomen za prenos znanstvenih spoznanj v operativno prakso – kar pomeni tudi direktno sodelovanje z upravitelji industrijskih obratov v Sloveniji pri sistematičnem spremljanju kvalitete varnostnih prizadevanj (izbor in validacija izbranih varnostnih pokazateljev). Razvoj procesne varnosti poteka v tesnem sodelovanju z industrijo. Novejše raziskave s področja učinkovite rabe energije so v okviru evropskega projekta povezale tudi slovenske proizvajalce z raziskovalci in jim omogočili, da svoje delo in izdelke predstavijo širši javnosti. Za nadaljnji razvoj Slovenije pa imajo nedvoumno vlogo tudi aktivnosti članov programske skupine v procesih izobraževanja. Člani programske skupine so vključeni v vse nivoje izobraževanja. Aktivno sodelujejo na Mednarodni podiplomski šoli Jožefa Stefana kot predavatelji in kot mentorji magistrskim in doktorskim študentom. Šola eksperimentalne kemije, ki ima več kot dvajsetletno tradicijo, deluje v okviru programske skupine. S svojimi aktivnostmi ohranja izredno pomembne povezave inštituta s šolami, tako osnovnimi kot srednjimi, zanimanje zanjo pa je tudi v vrtcih. V obliki tečajev ali zgolj z obiski omogočamo učencem eksperimentiranje in odkrivanje lastnosti snovi. S takšnimi oblikami neformalnega izobraževanja sledimo evropskim smernicam, s katerimi želimo med mladimi zbuditi več zanimanja za študij tehnike in naravoslovja.
Avdiovizualni viri (1)
Najpomembnejši znanstveni rezultati
Letno poročilo
2009,
2010,
2011,
2012,
2013,
zaključno poročilo,
celotno poročilo na dLib.si
Najpomembnejši družbeno–ekonomsko in kulturno relevantni rezultati
Letno poročilo
2009,
2010,
2011,
2012,
2013,
zaključno poročilo,
celotno poročilo na dLib.si
