Лаборатория была создана в 1945 г. по инициативе академиков Н.М.Жаворонкова и И.В.Курчатова для решения научных и практических задач разделения смесей в химической и смежных отраслях промышленности.
разработка физико-химических основ интенсификации тепло- и массообменных процессов в химической технологии, разработка физических и химических методов их интенсификации;
энергоэффективные гибридные процессы разделения смесей компонентов на основе ректификации, экстракции и кристаллизации;
разработка «умных» экстракционных систем на основе глубоких эвтектических растворителей и бифункциональных ионных жидкостей для химико-технологических процессов извлечения и разделения компонентов жидких смесей;
разработка высокоэффективных и экологически безопасных экстракционных методов переработки техногенных отходов и минерального сырья.
Наиболее важные результаты
Разработаны физико-химические основы экстракции редкоземельных, цветных и сопутствующих металлов в гетерогенных системах на основе селективных бифункциональных ионных жидкостей (бинарных экстрагентов). Полученные результаты легли в основу технологических решений, направленных на практическую реализацию бинарной экстракции. В частности, разработаны ресурсо- и энергосберегающие химико-технологические процессы переработки металлсодержащих отходов и минерального сырья с использованием бифункциональных ионных жидкостей на основе промышленных экстрагентов.
Создано новое научное направление – промышленная жидкость-жидкостная хроматография. Разработаны теоретические основы и аппаратурное оформление гибридного экстракционно-хроматографического метода препаративного и промышленного разделения жидких смесей. Разработаны и сконструированы оригинальные высокоэффективные экстракционно-хроматографические установки, в том числе и на основе промышленных экстракторов.
Разработаны экологически безопасные экстракционные системы на основе глубоких эвтектических растворителей и установлены возможности их применения в процессах разделения неорганических веществ. На основе принципов технологий замкнутого цикла предложены высокоэффективные схемы переработки отработанных литий-ионных аккумуляторов, магнитов и других функциональных материалов.
Создан научно-обоснованный метод расчёта экстрактивной ректификации с учётом реальной кинетики массообмена в стекающей по насадке плёнке жидкости.
Составлены оптимальные схемы технологической реализации процессов ультразвукового возбуждения нелинейных потоков, существенно повышающих эффективность экстракции и создающих уникальную ситуацию изолированности жидкости от соприкосновения с аппаратурой внешнего воздействия.
Сотрудники лаборатории
1. Бузник Вячеслав Михайлович
гл.н.с., д.х.н., академик РАН
2. Градов Олег Михайлович
с.н.с., к.ф.-м.н.
3. Заходяева Юлия Алексеевна
с.н.с., к.х.н.
4. Зиновьева Инна Владимировна
н.с., к.х.н.
5. Квашнин Сергей Яковлевич
гл. техн.
6. Кисель Алексей Владимирович
м.н.с., асп.
7. Кожевникова Арина Владимировна
м.н.с.
8. Костанян Артак Ераносович
гл.н.с., д.т.н.
9. Курицын Николай Николаевич
гл. техн.
10. Лобович Дмитрий Вячеславович
м.н.с., асп.
11. Лотхов Валентин Александрович
в.н.с., к.х.н.
12. Лупачев Егор Владимирович
н.с., к.х.н.
13 Милевский Никита Александрович
м.н.с., асп.
14. Полковниченко Андрей Владимирович
н.с., к.х.н.
15. Токарь Елена Сергеевна
м.н.с.
16. Холькин Анатолий Иванович
гл.н.с., д.х.н., академик РАН
17. Чикинёва Татьяна Юрьевна
м.н.с.
Наиболее значимые публикации
Kostanyan A.E., Voshkin A.A. Modeling of analytical, preparative and industrial scale counter-current chromatography separations // JOURNAL OF CHROMATOGRAPHY A. 2024. DOI: 10.1016/j.chroma.2023.464534
Kozhevnikova A.V., Zinov'eva I.V., Milevskii N.A., Zakhodyaeva Y.A., Voshkin A.A. Complex extraction of rare earth elements from nitrate solutions with a tri-n-octylamine-octanoic acid bifunctional ionic liquid // JOURNAL OF MOLECULAR LIQUIDS. 2023. DOI: 10.1016/j.molliq.2023.123073
Lupachev E.V.; Voshkin A.A.; Kisel A.V.; Kulov N.N.; Zakhodyaeva Y.A.; Polkovnichenko A.V. Separation of an Industrial Mixture of Decalin or Naphthalene Fluorination Products: Cis-Perfluorodecalin, Trans-Perfluorodecalin and Perfluoro(butylcyclohexane): Physicochemical, Thermophysical, and Spectral Data // PROCESSES. 2023. DOI: 10.3390/pr11113208
Milevskii N.A.; Zinov'eva I.V.; Kozhevnikova A.V.; Zakhodyaeva Y.A.; Voshkin A.A. Sm/Co Magnetic Materials: A Recycling Strategy Using Modifiable Hydrophobic Deep Eutectic Solvents Based on Trioctylphosphine Oxide // INTERNATIONAL JOURNAL OF MOLECULAR SCIENCES. 2023. DOI: 10.3390/ijms241814032
Polkovnichenko A.V.; Lupachev E.V.; Kulov N.N.; Voshkin A.A. Methylpyrrolidonium Trifluoroacetate Protic Ionic Liquid: Distillation Boundary in the Ethyl Trifluoroacetate-Trifluoroacetic Acid-N-Methyl-2-pyrrolidone System // JOURNAL OF CHEMICAL AND ENGINEERING DATA. 2023. DOI: 10.1021/acs.jced.3c00259
Kostanyan A.E.; Voshkin A.A.; Belova V.V.; Zakhodyaeva Y.A. Modelling and Comparative Analysis of Different Methods of Liquid Membrane Separations // MEMBRANES. 2023. DOI: 10.3390/membranes13060554
Solov'ev V.O.; Kostenko M.O.; Solov'eva S.V.; Zakhodyaeva Y.A.; Parenago O.O.; Sobolev N.A.; Voshkin A.A. A green hybrid extraction process for thiophene, quinoline and indole recovery from light hydrocarbon fractions // CHEMICAL ENGINEERING RESEARCH & DESIGN. 2023. DOI: 10.1016/j.cherd.2022.12.042
Kozhevnikova A.V.; Zinov'eva I.V.; Zakhodyaeva Y.A.; Baranovskaya V.B.; Voshkin A.A. Application of Hydrophobic Deep Eutectic Solvents in Extraction of Metals from Real Solutions Obtained by Leaching Cathodes from End-of-Life Li-Ion Batteries // PROCESSES. 2022. DOI: 10.3390/pr10122671
Kostanyan A.E.; Belova V.V.; Voshkin A.A. Three- and Multi-Phase Extraction as a Tool for the Implementation of Liquid Membrane Separation Methods in Practice // MEMBRANES. 2022. DOI: 10.3390/membranes12100926
Gradov O.M.; Zinov'eva I.V.; Zakhodyaeva Y.A.; Voshkin A.A. Modelling of the Erosive Dissolution of Metal Oxides in a Deep Eutectic Solvent-Choline Chloride/Sulfosalicylic Acid-Assisted by Ultrasonic Cavitation // METALS. 2021. DOI: 10.3390/met11121964
Milevskii N.A.; Zinov'eva I.V.; Zakhodyaeva Y.A.; Voshkin A.A. Separation of Li(I), Co(II), Ni(II), Mn(II), and Fe(III) from hydrochloric acid solution using a menthol-based hydrophobic deep eutectic solvent // HYDROMETALLURGY. 2021. DOI: 10.1016/j.hydromet.2021.105777
Kostanyan A.E., Voshkin A.A. Closed-Loop Recycling Dual-Mode Counter-Current Chromatography with Specified Sample Loading Durations: Modeling of Preparative and Industrial-Scale Separations // MOLECULES. 2021. DOI: 10.3390/molecules26216561
Холькин А.И., Белова В.В., Вошкин А.А. Бинарная экстракция. Теория и применение. Книжная серия ИОНХ РАН. Техносфера. 2021. 354 с
Награды и премии
А.И. Холькин – Благодарность Президента Российской Федерации (2024 г.); Юбилейная Медаль «300 лет Российской академии наук» (2024 г.).
В.М. Бузник – Орден Дружбы (2024 г.); Юбилейная Медаль «300 лет Российской академии наук» (2024 г.).
А.А. Вошкин – Медаль ордена «За заслуги перед Отечеством» II степени (2024 г.); Почетное звание «Почётный работник науки и высоких технологий Российской Федерации» (2020 г.); Благодарность Минобрнауки России (2024 г.); Юбилейная Медаль «300 лет Российской академии наук» (2024 г.); Почетная грамота Президиума ВАК при Минобрнауки России (2023 г.); Лауреат премии г. Москвы в области образования (2019 г.); Памятная медаль ИОНХ РАН «Академик Н.С. Курнаков» (2021 г.).
Ю.А. Заходяева – Медаль РАН с премией для молодых ученых России в области разработки или создания приборов, методик, технологий и новой научно-технической продукции научного и прикладного значения за цикл работ «Умные» экстракционные системы в химико-технологических процессах извлечения и разделения компонентов жидких смесей. Теория и практика» (2017 г.).
Гранты и проекты
Гранты Российского научного фонда
23-79-10275 «Высокоэффективная экстракционная переработка LiFePO4 аккумуляторов с использованием гидрофобных эвтектических растворителей», Зиновьева И.В. (2023 г.)
24-29-00667 «Фундаментальные основы рециклинга неодимовых магнитов с использованием гидрофобных глубоких эвтектических растворителей», Заходяева Ю.А. (2024 г.)
23-79-01164 «Разработка технологии получения и очистки 2,2,3,3,4,4,4-гептафтор-1-бутилацетата методом реакционной дистилляции», Полковниченко А.В. (2024 г.)
23-29-00162 «Экстракционно-хроматографическое выделение концентрированных фракций ценных компонентов из технологических растворов в каскаде смесительно-отстойных экстракторов», Костанян А.Е. (2023–2024 гг.)
22-29-00791 «Изучение процесса разделения и очистки промышленной смеси пространственных и структурных изомеров перфторированных циклоалканов, Лупачев Е.В. (2022–2023 гг.)
18-13-00475 «Термодинамические изотопные эффекты водорода и кислорода при ректификации в системе водяной пар - водный солевой раствор», Кулов Н.Н. (2018–2020 гг.)
Гранты Российского фонда фундаментальных исследований
20-53-18007 Болг_а «Высокоэффективные гибридные экстракционные процессы разделения органических и неорганических веществ на основе принципов жидких мембран и жидкость-жидкостной хроматографии», Вошкин А.А. (2021–2023 гг.)
Гранты Фонда содействия инновациям
«Разработка гидрометаллургической технологии рециклинга кобальта для наукоемких технологий», Милевский Н.А. (2024 г.)
Научное сотрудничество
Институт физической химии и электрохимии им. А.Н. Фрумкина РАН;
Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова;
МИРЭА – Российский технологический университет;
Казанский национальный исследовательский технологический университет;
Российский химико-технологический университет им. Д.И. Менделеева;
Санкт-Петербургский государственный технологический институт (технический университет);
Инженерный химико-технологический центр «Русредмет»;
