Politechnika Warszawska Wydział Chemicznyul. Noakowskiego 3, 00-664 WarszawaEnglish version

Technologia Organiczna i Kataliza

Specjalność Technologia Organiczna i Kataliza ma charakter interdyscyplinarny i jest realizowana przez ZakładKatalizy i Chemii Metaloorganicznej.

Zakład Katalizy i Chemii Metaloorganicznej prowadzi badania w nowoczesnej i ważnej dziedzinie z pogranicza chemii teoretycznej i technologii, zwanej katalizą, a także w zakresie chemii metaloorganicznej stanowiącej syntezę i pomost pomiędzy tradycyjnymi działami chemii: chemią organiczną i chemią nieorganiczną. Chemia metaloorganiczna pozwala świadomie syntezować związki, które posiadają potencjalną zdolność do uaktywniania różnych małoreaktywnych cząsteczek i tym samym ułatwiają ich przemiany. Pozwala to projektować nowoczesne katalizatory homogeniczne stosowane w wielu działach technologii chemicznej. Katalizatory takie charakteryzują się wysoką selektywnością reakcji chemicznych i pozwalają na ich przebieg w łagodnych warunkach ciśnienia i temperatury. Ideałem badaczy pracujących w tej dziedzinie jest opracowanie katalizatorów o aktywności i selektywności zbliżonej do katalizatorów naturalnych enzymów, szeroko wykorzystywanych przez naturę w organizmach roślin i zwierząt. Ostatnie lata przyniosły dalszy rozwój chemii metaloorganicznej przez wykorzystanie związków metaloorganicznych do syntezy materiałów o nanometrycznych rozmiarach cząstek oraz materiałów porowatych o ściśle określonych rozmiarach porów. W Zakładzie prowadzi się m.in. badania nad projektowaniem i syntezą materiałów porowatych opartych na pochodnych kwasów karboksylowych i prekursorach jonów cynku, wykazujących praktyczne zdolności do adsorpcji wodoru, metanu itp., a więc mających potencjalne możliwości ich zastosowania do magazynowania tych gazów. Innym rodzajem katalizatorów, które są projektowane, syntezowane i badane w Zakładzie, są katalizatory heterogeniczne. Są to zazwyczaj ciała stałe, na powierzchni których syntezuje się aktywne ugrupowania, które wiążąc i aktywując reagenty sprawia-ją, że możliwym stają się selektywne przemiany pomiędzy nimi. Pozwalają one na przykład prowadzić selektywne procesy uwodornienia z udziałem i bez udziału gazowego wodoru czy też powodować rozpad długołańcuchowych węglowodorów do krótszych, stanowiących podstawę frakcji benzynowej już w temperaturze pokojowej.

Profil badawczy Zakładu Katalizy i Technologii Organicznej obejmuje:
• współczesne metody katalizy (kataliza przy użyciu metali, kompleksów metali, tlenków metali z zastosowaniem superkwasów i superzasad),
• badania podstawowe nad syntezą, budową i właściwościami związków metaloorganicznych,
• technologie wytwarzania materiałów o nanometrycznych rozmiarach cząstek z wykorzystaniem prekursorów metaloorganicznych,
• technologie wytwarzania materiałów porowatych wykorzystujących związki metaloorganiczne i dwufunkcyjne ligandy organiczne do sterownia wielkością porów,
• technologie wysokoprzetworzonych produktów organicznych o wysokiej cenie jednostkowej (fine chemicals),
• technologie lekkie (chemia gospodarcza, związki perfumeryjne i kosmetyczne, półprodukty farmaceutyczne),
• przetwórstwo ropy naftowej i jej pochodnych, kataliza wielkotonażowa, upłynnianie węgla.

Profil kształcenia

Różnorodność zainteresowań naukowców pracujących w Zakładzie odzwierciedlona jest w profilu kształcenia słuchaczy biorących udział w zaję ciach prowadzonych w ramach specjalności Technologia Organiczna i Kataliza. Zdobywają oni wiedzę w zakresie technologii wysoko przetworzonych produktów organicznych o wysokiej cenie jednostkowej (fine chemicals), technologii lekkich (chemia gospodarcza, związki perfumeryjne i kosmetyczne, półprodukty farmaceutyczne) oraz wielkiego przemysłu organicznego (przetwórstwo ropy naftowej i jej pochodnych, kataliza wielkotonażowa, upłynnianie węgla), a także współczesnych metod katalizy. Wykładane są zagadnienia związane z wykorzystaniem związków metaloorganicznych i kompleksowych w najnowszych technologiach wytwarzania materiałów (w tym materiałów o nanometrycznych rozmiarach cząstek i materiałów porowatych o ściśle określonych rozmiarach porów) znajdujących zastosowanie m. in. w takich dziedzinach jak energetyka, informatyka, medycyna, farmacja, technologie kosmiczne itp. Kształcenie obejmuje również zagadnienia technologii ogólnej, fizykochemicznych podstaw technologii, nowych i niekonwencjonalnych metod syntezy organicznej, makrokinetyki procesowej, inżynierii procesowej, wiedzy o surowcach i materiałach, zużycia energii, modelowania procesów w różnej skali, ich optymalizacji, ochrony środowiska. Istotną częścią programu specjalności jest zdobycie przez studentów umiejętności znajdowania koncepcji procesów i przygotowania ich do realizacji chemicznej. Bardzo pomocny jest dostęp do nowoczesnej aparatury naukowej takiej jak: spektrometry magnetycznego rezonansu jądrowego (NMR), paramagnetycznego rezonansu elektronowego (ESR), spektroskopii w podczerwieni, dyfraktometry rentgenowskie, mikroskopy elektronowe oraz szeroka baza komputerowa.

Możliwości zatrudnienia absolwentów

Absolwenci tej specjalności posiadają znajomość metod syntezy związków metaloorganicznych i kompleksowych, określania ich struktury, metod badania właściwości fizycznych i chemicznych powierzchni ciał stałych oraz ich związku z właściwościami katalitycznymi, jak również doświadczenie w poszukiwaniu nowych układów katalitycznych i prognozowaniu ich właściwości. Przygotowani są także do podjęcia pracy zarówno w przemyśle chemicznym, jak i w instytutach branżowych, jednostkach wyższych uczelni i Polskiej Akademii Nauk. Są teżzdolni do podejmowania własnej działalności gospodarczej w zakresie technologii niskotonażowych i przetwórstwa półproduktów chemicznych.