Інститут
біоорганічної
хімії та нафтохімії
ім. В.П. Кухаря
НАН України

До основних напрямків наукової діяльності відносяться:

• кислотно-основний каталіз перетворення вуглеводнів;

• нові явища в області гетерогенного каталізу та природи каталітичної активності цеолітних каталізаторів;

• дослідження адсорбційних та кислотно-основних властивостей гетерогенних каталізаторів;

• вивчення закономірностей перебігу карбоній-іонних реакцій та ефективності синтезованих каталізаторів у модельних реакціях та на реальних сумішах вуглеводнів;

• синтез мікро-мезопористих вугільних сорбентів та каталізаторів;

• одержання біопалив та біозмащувальних матеріалів на основі відновлювальної сировини – олій різної природи та етилового/пропілового/бутилового спиртів;

• розробка та синтез екологічно безпечних ПАР, технологічних систем та матеріалів;

• перетворення простих вуглеводів (глюкози, фруктози) до речовин-платформ (5-гідроксиметилфурфурол, левулінова кислота тощо);

• олеохімічні синтези на основі епоксидів жирних кислот.

У відділі проводять фундаментальні та прикладні дослідження в галузі нафтохімії та вуглехімії, зокрема, переробки нафтових вуглеводнів, а також отримання біопалив, паливо-мастильних матеріалів та інших олеохімічних речовин з рослинної сировини.

Тривалий час наукові дослідження підрозділу було зосереджено на науковому напрямку "Каталіз складних реакцій вуглеводнів", що включало дослідження нових явищ в області гетерогенного каталізу, природи каталітичної активності та реакційних механізмів для розробки вітчизняних цеолітних каталізаторів кислотного та основного типу. Пізніше було започатковано нові напрямки, що стосувалися синтезу альтернативних палив та паливо-мастильних матеріалів на основі відновлюваної олійної сировини, а також використання природних вуглеводів (сахарози та фруктози) як сировини для одержання речовин-платформ (5-гідроксиметил-фурфуролу та левулінової кислоти) для синтезу цінних хімічних продуктів на їх основі. Одним із напрямків досліджень була також розробка біосинтетичних поверхнево-активних речовин (біоПАР) із побічних продуктів виробництва рослинних олій та технічних жирів з поєднанням мікроемульсійного синтезу нанодисперсного карбонату кальцію з різною морфологією та поліморфною модифікацією з подальшим утворенням олеозагусників та інших функціональних додатків для створення конкурентноспроможних мастильних матеріалів. Останні дослідження зосереджено на екологічно безпечних гетерогенно-каталітичних процесах синтезу речовин-платформ на основі олеоепоксидів як перспективних вихідних речовин для одержання біомастильних матеріалів, біопластифікаторів/стабілізаторів ПВХ, біополімерів тощо.

Наукові співробітники відділу

К.х.н., с.н.с. Коновалов Сергій Вікторович

https://www.scopus.com/authid/detail.uri?authorId=54079783600

https://orcid.org/0000-0003-3353-8061

https://scholar.google.com/citations?user=9rtayVwAAAAJ&hl=uk

https://www.researchgate.net/profile/Serhii-Konovalov

К.х.н, с.н.с. Волошина Юлія Геннадіївна

https://www.scopus.com/authid/detail.uri?authorId=6602953963

https://orcid.org/0000-0001-5613-6650

https://scholar.google.com/citations?user=adtqr40AAAAJ&hl=uk

https://www.researchgate.net/profile/Yu_Voloshyna

К.х.н., с.н.с. Поважний Володимир Ананійович

https://www.scopus.com/authid/detail.uri?authorId=6505455118

https://orcid.org/0000-0002-0394-7035

https://scholar.google.com/citations?user=GsH1ZRUAAAAJ&hl=uk

https://www.researchgate.net/profile/Volodymyr-Povazhnyi

К.х.н., н.с. Зубенко Степан Олександрович

https://www.scopus.com/authid/detail.uri?authorId=55795439800

https://orcid.org/0000-0003-2161-5939

https://scholar.google.com/citations?user=rh8n-rIAAAAJ&hl=uk

https://www.researchgate.net/profile/Stepan-Zubenko

К.х.н., н.с. Пертко Олександра Петрівна

https://www.scopus.com/authid/detail.uri?authorId=57195631671

https://orcid.org/0000-0003-3539-7688

https://scholar.google.com/citations?user=hR3ou84AAAAJ&hl=uk

https://www.researchgate.net/profile/O-Pertko

К.х.н., н.с. Яковенко Анжела Вікторівна

https://www.scopus.com/authid/detail.uri?authorId=57201044778

https://orcid.org/0000-0002-2212-9345

https://scholar.google.com/citations?user=blQ5ZlAAAAAJ&hl=uk

https://www.researchgate.net/profile/Angela-Yakovenko

К.х.н., н.с. Мельничук Олександр Володимирович

https://www.scopus.com/authid/detail.uri?authorId=57212306464

https://orcid.org/0000-0002-6664-0006

https://scholar.google.com/citations?user=kXo5o64AAAAJ&hl=uk

https://www.researchgate.net/profile/Oleksandr-Melnychuk-3

Аспірант. Давітадзе Давід Заурійович

https://www.scopus.com/authid/detail.uri?authorId=58854314300

https://scholar.google.com.ua/citations?user=jMK6zIcAAAAJ&hl=uk

https://orcid.org/0000-0001-5730-509X

Гранти та конкурсні проєкти за період з 2018-2024 рр.

1. Грант Президента України для підтримки наукових досліджень молодих учених на 2018 рік проект «Синтез суміші етилових та бутилових естерів жирних кислот алкогольною переестерифікацією рослинної олії», шифр:Ф75/161-2018, керівник проекту Коновалов С.В., № держ. реєстрації  0118U005236.

2. Грант Президента України докторам наук для здійснення наукових досліджень на 2019 рік проект «Ієрархічні цеолітні структури на основі українських сировинних ресурсів», шифр:Ф84/147-2019, керівник проекту Патриляк Л.К., № держ. реєстрації 0119U103188.

3. Конкурс НФДУ «Наука для безпеки людини та суспільства» проект «Конверсія біосировини на цеолітовмісних каталізаторах – шлях до одержання гетероциклічних сполук як перспективних компонентів нового покоління палив», шифр:3/01/0042, роки виконання 2020-2021, керівник проекту Патриляк Л.К., № держ. реєстрації 0120U104712, 0121U110867.

4. Цільова програма наукових досліджень НАН України «Біопаливні ресурси і біоенергетика» на 2018–2022 рр. проект «Рідкі біопалива та мікрокристалічна целлюлоза – ліквідні продукти конверсії біомаси», шифр:9-22, керівник проекту Патриляк Л.К., № держ. реєстрації 0122U000838.

5. Наукові і науково-технічні (експериментальні) роботи за пріоритетним напрямом «Розроблення нових хімічних речовин і матеріалів та фізико-хімічних процесів їх виробництва для базових галузей економіки та військово-промислового комплексу» на 2023-2024 рр. проект «Розроблення гетерогенно-каталітичних процесів отримання рідких синтетичних моторних палив з вітчизняної сировини для забезпечення енергонезалежності держави. Розділ №3 Сумішеве етанольне біодизельне паливо», шифр:6.1/3-2023, керівник проекту Патриляк Л.К., № держ. реєстрації 0123U101861.

6. Науково-дослідні роботи молодих учених НАН України 2023-2024 рр. проект «Особливості хімічної модифікації олеохімічних речовин-платформ в присутності сильнокислотних катіонітів в ролі твердих каталізаторів», шифр:75-09/03-2023, керівник проекту Коновалов С.В., № держ. реєстрації 0123U103126.

Найважливіші статті співробітників відділу

1. Patrylak L.K. Chemisorption of Lewis Bases on Zeolites – A New Interpretation of the Results. Adsorption Science and Technology, 1999. - V. 17, N 2. P. 115-123. https://doi.org/10.1177/026361749901700205

2. Patrylak K.I., Patrylak L.K., Taranookha O.M. A Unique Oscillatory Phenomenon Revealed by Microweighing Method. Journal of Thermal Analysis and Calorimetry, 2000. V. 62/2. P. 401-406. https://doi.org/10.1023/A:1010125827670

3. Patrylak K.I., Bobonych F.M., Voloshyna Yu.G., Levchuk M.M., Solomakha V.M., Patrylak L.K., Manza I.A., Taranookha O.M. Linear Hexane Isomerization over the Natural Zeolite Based Catalysts Depending on the Zeolite Phase Composition. Сatalysis Today, 2001. V. 65, N2-4. P. 129-135. https://doi.org/10.1016/S0920-5861(00)00573-3

4. Patrylak L., Likhniovskyi R., Vypyrailenko V., Leboda R., Skubishevska-Zieba J., Patrylak K. Adsorption Properties of Zeolite-Containing Microspheres and FCC Catalysts on the Basis of Ukrainian Kaolin. Adsorption Science and Technology, 2001. V. 19, N 7. P. 525-540. https://doi.org/10.1260/02636170114943

5. Кухар. В.П., Патриляк К.І. Пилопригнічення та закріплення курних територій у зоні відчуження ЧАЕС та поза її межами в 1986-1988 рр. // Національна академія наук України – Чорнобилю: Зб. наук. пр. [Електронний ресурс] // НАН України. Нац. б-ка України ім. В.І.Вернадського.- К., 2006. http://www.nbuv.gov.ua/books/2006/chernobyl/pki.pdf.

6. Voloshyna Yu.G., Patrylak L.K., Manza I.A., Yakovenko A.V. Influence of external surface of zeolite crystals modification on toluene para-disproportionation selectivity // Chemistry and Chemical Technology.- 2007.- V. 1, N2.- P. 79-81. https://doi.org/10.23939/chcht01.02.079

7. Fraissard J., Gerda V., Patrylak K.I., Voloshyna Yu.G. Isomerization of hexane on PtAu nanoparticles supported on zeolites // Catalysis Today.- 2007.- V. 122, N 3-4.- p. 338-340. https://doi.org/10.1016/j.cattod.2006.11.025

8. Voloshina, Y.G., Patrylak, L.K., Ivanenko, V.V. et al. Mechanism for selective para-disproportionation of toluene on pentasil-based catalysts. Theor Exp Chem 45, 263–266 (2009). https://doi.org/10.1007/s11237-009-9092-7

9. Patrylak, K.I., Patrylak, L.K., Ivanenko, V.V. et al. Oscillatory motion of coke in deactivated HZSM-5 zeolite. Theor Exp Chem 46, 256–262 (2010). https://doi.org/10.1007/s11237-010-9149-7

10. Patrylak, K.I., Patrylak, L.K., Voloshina, Y.G. et al. Distribution of the products from the alkylation of isobutane with butenes at a zeolite catalyst and the reaction mechanism. Theor Exp Chem 47, 205–214 (2011). https://doi.org/10.1007/s11237-011-9205-y

11. Patrylak, K.I., Patrylak, L.K. & Konovalov, S.V. Thermodynamic approach to prediction of the effect of size on nanostructure properties. Theor Exp Chem 49, 35–39 (2013). https://doi.org/10.1007/s11237-013-9291-0

12. Patrylak, K.I., Patrylak, L.K. & Repetskyi, I.A. Mechanisms of alkylation of isobutane by butenes and H/D exchange in isobutane molecules on acid zeolites. Theor Exp Chem 49, 143–157 (2013). https://doi.org/10.1007/s11237-013-9308-8

13. Patrylak L.K., Patrylak K.I., Okhrimenko M.V., Ivanenko V.V., Zubenko S.O., Levterov A.M., Marakhovskyi V.P., Savytskyi V.D. Ethanol containing ethyl esters of fatty acids as perspective environment like fuel. Fuel, 2013. V. 113. P. 650-653. https://doi.org/10.1016/j.fuel.2013.06.020

14. Patrylak L., Patrylak K., Okhrimenko M. et al. Comparison of power-ecological Characteristics of diesel engine work on mixed diesel fuels on the base of ethyl esters of rapeseed and sunflower oils // Chemistry and Chemical Technology.- 2015.- V.9, N3.- P. 383-390. https://doi.org/10.23939/chcht09.03.383

15. Patrylak K.І., Patrylak L.К., Pertko O.P. et al. Coke Behavior in Faujasite Based Catalysts Deactivated // Current Catalysis, 2016, V. 5(2), p. 108-115. https://www.eurekaselect.com/article/74543

16. Voloshyna Yu.G., Pertko O.P., Konovalov S.V., Patrylak L.K. Benzene as a by-product of toluene with methanol transformation on the basic zeolite catalysts and its presumable origin. Adsorption Science and Technology, 2017. V.35, № 7-8.      P. 700-705. https://doi.org/10.1177/0263617417705963

17. Patrylak L.K., Krylova M.M., Pertko O.P., Voloshyna Yu.G. Linear Hexane Isomerization over Ni-Containing Pentasils. J. Porous Mater., 2019, V. 26. №3. Р. 861-868. https://doi.org/10.1007/s10934-018-0685-1

18. Patrylak L.K., Okhrimenko M.V., Levterov A.M., Konovalov S.V., Yakovenko A.V., Zubenko S.O. Engine performance and emission of biodiesel fuel prepared from different Ukrainian natural oils. Chemical Papers, 2019.- V. 73, P.1823-1832. https://doi.org/10.1007/s11696-019-00755-4

19. S.Konovalov, S.Zubenko, L.Patrylak, A.Yakovenko, V.Povazhnyi, K.Burlachenko. On the Peculiarities of Alkaline-Catalyzed Route of Synthesis of Fatty Acid Monoalkyl Esters. In: Karakoc, T.H., Usanmaz, Ö., Rajamani, R., Oktal, H., Dalkiran, A., Ercan, A.H. (eds) Advances in Electric Aviation. ISEAS 2021. Sustainable Aviation. Springer, Cham., р. 275-281. https://doi.org/10.1007/978-3-031-32639-4_35

20. Patrylak, L.K., Pertko, O.P., Povazhnyi, V.A., Yakovenko, A.V., Konovalov, S.V.Evaluation of nickel-containing zeolites in the catalytic transformation of glucose in an aqueous medium. Appl. Nanoscience, 2022, 12(4), pp. 869–882. https://doi.org/10.1007/s13204-021-01771-1

21. Patrylak, L., S. Zubenko, S. Konovalov, A. Yakovenko, V. Povazhnyi, O. Pertko, Yu. Voloshyna, O. Melnychuk, M. Filonenko. Isomerization of Limonene on Zeolite-containing Catalysts Based on Kaolin. Chemistry Journal of Moldova, 2022. Vol. 17. № 2. Р. 84-93. http://dx.doi.org/10.19261/cjm.2022.980

22. Patrylak, L.K., Pertko, O.P., Yakovenko, A.V., Povazhnyi, V.A., Kurmach, M.M. Isomerization of linear hexane over acid-modified nanosized nickel-containing natural Ukrainian zeolites. Appl. Nanoscience, 2022, 12(3), pp. 411–425. https://doi.org/10.1007/s13204-021-01682-1

23. Patrylak L.K., Konovalov S.V., Yakovenko A.V., Pertko O.P., Povazhnyi V.A., Voloshyna Yu.G., Melnychuk O.V., Filonenko M.M. Micro–mesoporous kaolin-based zeolites as catalysts for glucose transformation into 5-hydroxymethylfurfural. Appl. Nanoscience, 2023, V. 13, p. 4795–4808. https://doi.org/10.1007/s13204-022-02620-5

24. Voloshyna, Y.G., Pertko, O.P., Povazhnyi, V.A., Patrylak L.K., Yakovenko A.V. Influence of the development of a system of nanoscale pores in a mordenite-containing rock on its selectivity for di-branched products of n-hexane hydroisomerization. Appl. Nanoscience, 2023, V.13, p. 4863–4872. https://doi.org/10.1007/s13204-022-02632-1

25. Patrylak L., Konovalov S., Yakovenko A., Pertko O., Povazhnyi V. Polycationic Nanostructured Faujasite Zeolite Catalysts for Glucose Transformation into 5-Hydroxymethylfurfural. Appl. Nanosci. 2023, V. 13, p. 5743–5754. https://doi.org/10.1007/s13204-023-02820-7

26. Konovalov S.V., Zubenko S.O., Patrylak L.K., Povazhnyi V.A. Evaluation of available adsorbents for the dry washing of the wasted frying oil based crude ethyl esters. Питання хімії та хімічної технології, 2023, №6, c. 25-30. https://udhtu.edu.ua/public/userfiles/file/VHHT/2023/6/Konovalov.pdf

27. Patrylak L.K., Yakovenko A.V., Nizhnik B.O., Pertko O.P., Povazhnyi V.A., Kamenskyh D.S., Melnychuk O.M. Natural Zeolites Modified with Silver Nanoparticles as Promising Sorbents with Antibacterial Properties. In: Fesenko, O., Yatsenko, L. (eds) Nanoelectronics, Nanooptics, Nanochemistry and Nanobiotechnology, and Their Applications. Springer Proceedings in Physics, 2023, vol 297. Springer, Cham., р. 87-98. https://doi.org/10.1007/978-3-031-42708-4_5

28. K.Hutsul, I.Ivanenko, L.Patrylak. Photocatalytic degradation of azo dyes by ZnO/zeolite composite under static conditions. Appl. Nanosci. 2023, 13(12), pp. 7601–7609. https://doi.org/10.1007/s13204-023-02950-y

29. Voloshyna Yu., Pertko O., Yakovenko A., Povazhnyi V., Patrylak L. Metal-containing zeolite composites with separated phases as catalysts for hydroisomerization of linear hexane. J. Porous Mater. 2024, Volume 31, Issue 3, P. 1029-1041. https://doi.org/10.1007/s10934-024-01584-x

30. Patrylak L., Konovalov S., Zubenko S., Yakovenko A., Davitadze D., Pertko O. Fatty acid ethyl esters as biodiesel fuel product quality and efficiency of various purification techniques. Chemistry Journal of Moldova, 2024, V. 19 (2). Р. 63-73.  https://doi.org/10.19261/cjm.2024.1236

31. Davitadze D.Z., Konovalov S.V. Regularities of epoxidized alkyl oleates ring-opening reactions with alcohols, water and organic acids in the presence of commercial sulfonated resins as catalysts. Catalysis and Petrochemistry. 2024, N 35, P. 72-90. https://doi.org/10.15407/kataliz2024.35.072

Перелік деяких документів на об’єкти права інтелектуальної власності

1. Патент на винахід – 2018 – Спосіб синтезу бутилових естерів жирних кислот – № 116595. https://sis.nipo.gov.ua/uk/search/detail/704940/

2. Патент на корисну модель – 2019 – Спосіб одержання 5-гідроксиметилфурфуролу з фруктози – № 133603. https://sis.nipo.gov.ua/uk/search/detail/1344901/

3. Патент на корисну модель – 2020 – Спосіб одержання цеолітного каталізатора алкілування толуолу метанолом в бічний ланцюг – № 140722. https://sis.nipo.gov.ua/uk/search/detail/1419267/

4. Патент на корисну модель – 2020 – Спосіб підготовки каталізатора для одержання естерів жирних кислот – № https://sis.nipo.gov.ua/uk/search/detail/1412187/

5. Патент на винахід – 2021 – Спосіб підготовки каталізатора для одержання естерів жирних кислот – № https://sis.nipo.gov.ua/uk/search/detail/1587028/

6. Патент на корисну модель – 2024 - Спосіб синтезу етилових естерів жирних кислот – № 155102. https://sis.nipo.gov.ua/uk/search/detail/1780374/

Наукове та науково-технічне співробітництво

1. Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського».

2. Національний авіаційний університет України.

3. Institute of Chemical Engineering, Polish Academy of Sciences, Gliwice, Poland.

4. Technická Univerzita v Košiciach, Kosice, Slovakia.

Захисти дисертацій у відділі за останні 10 років

2013 р. – Репецький І.А. „Селективна дезактивація зовнішньої поверхні цеолітних каталізаторів алкілування ізобутану бутенами” - 02.00.13 нафтохімія та вуглехімія - ІБОНХ НАН України.

2014 р. – Коновалов С.В. „Утворення коксу в карбоній-іонних реакціях та його поведінка в дезактивованих каталізаторах” - 02.00.13 нафтохімія та вуглехімія - ІБОНХ НАН України.

2015 р. – Поважний В.А. „Вуглецеві пористі матеріали на основі антрациту та їх застосування” -  02.00.13 нафтохімія та вуглехімія - ІБОНХ НАН України.

2018 р. - Бодачівський Ю.С. «Синтез, властивості й застосування олеохімічних полісульфанів». 2018 р., ІБОНХ ім. В.П. Кухаря НАН України.

2019 р. - Зубенко С.О.  «Лужний синтез, фізико-хімічні та експлуатаційні властивості бутилових естерів жирних кислот на основі тригліцеридів олій». ІБОНХ ім. В.П. Кухаря НАН України.

2019 р. - Мельничук О.В. «Високопористі наноструктуровані вуглецеві матеріали як елементи каталітичних систем». ІБОНХ ім. В.П. Кухаря НАН України.

2020  р. - Пертко О.П. «Модифікування зовнішньої поверхні цеолітів як фактор впливу на дезактивацію оснóвного каталізатора та селективність у перетвореннях вуглеводнів». 2020 р., ІБОНХ ім. В.П. Кухаря НАН України.

2021 р. -  Сафронов О.І. «Синтез і властивості азотовмісних присадок та мастильних матеріалів на основі олій і фосфатидів». Національна металургійна академія України.

Співробітники відділу

Премія Президента України для молодих вчених «Створення нових поліфункціональних каталізаторів процесів "зеленої хімії" для отримання промислово важливих органічних продуктів з відновлювальної сировини» (к.х.н. Пертко О.П.), 2022 р.

Киянка року 2017 у номінації «Наука» (д.х.н. Патриляк Л.К.)

Нагородження лауреатів грантів Президента України (к.х.н. Коновалов С.В. – задній ряд, третій зліва), 2017 р.

Науково-дослідна установка відділу

У кулуарах конференції «Current Problems in Catalysis», Інститут фізичної хімії ім. Л.В. Писаржевського НАН України, 2023 р.

Конференція Інституту фізичної хімії ім. Л.В. Писаржевського НАН України,  2017 р. (к.х.н. Коновалов С.В., к.х.н. Волошина Ю.Г., Пертко О.П., д.х.н. Патриляк Л.К.)

Institute of Chemical Engineering, Polish Academy of Sciences, Gliwice, Poland (Dr. Pertko O.P.).

International Conference «Nanotechnology and Nanomaterials» NANO-2023, Bukovel, Ukraine, 2023 (Yevdokymenko V.O., Patrylak L.K.)