Кафедра химии и технологии материалов и изделий сорбционной техники

История кафедры

Кафедра сорбционной техники Санкт-Петербургского государственного технологического института (технического университета): создание, развитие, современность

Кафедра «Химии и технологии материалов и изделий сорбционной техники» организована в 1931 году при создании в Ленинградском Технологическом Институте имени Ленсовета специального факультета подготовки инженерных кадров для оборонных отраслей промышленности. В разное время кафедра имела различные номера: №185, №27 и №0820. Ее первоначальное название – кафедра «Химии защиты», затем – «Химии и технологии сорбентов» и в настоящее время – «Химии и технологии материалов и изделий сорбционной техники» (ХТМИСТ).

Организатором и первым заведующим кафедрой (до 1947 года) был ученик академика Алексея Евграфовича Фаворского, профессор, доктор химических наук Евгений Владимирович Алексеевский, известный специалист в области аналитической химии, автор учебника, по которому многие из нас учились: Е.В.Алексеевский, Р.К.Гольц, А.П.Мусакин. Количественный анализ: учебное пособие для вузов. Госхимиздат, 1953.

Евгений Владимировичем была прочитана первая лекция 8 февраля 1931 года для студентов нашей специальности и этот день считается днем рождения нашей кафедры.

Основатель и первый заведующий кафедры,
доктор химических наук, профессор Е.В. Алексеевский

Евгений Владимирович Алексеевский за короткое время создал обширный лабораторный практикум, разработал программы спецкурсов, сформировал научные направления деятельности кафедры: разработка технологии углеродных сорбентов, химических поглотителей, катализаторов (гопкалита), осушителей и средств индикации отравляющих веществ. Уже в 1935 году под его авторством выходит первый учебник по специальности: Е.В.Алексеевский. Общий курс химии защиты, в 3-х частях, Оборонгиз, 1935 – 1941, который не потерял своей ценности и в наши дни. У истоков создаваемой Е.В.Алексеевским научно-образовательной школы кафедры стояли также Т.Г.Плаченов, Г.М.Белоцерковский, М.Я.Пулеревич, Н.Д.Горчаков и другие специалисты в области химической технологии специального назначения. В те же годы выходят монографии Т.Г.Плаченова, изданные при содействии Е.В.Алексеевского: Т.Г.Плаченов «Хлорцинковая активация угля». ОНТИ-ХИМТЕОРЕТ, Ленинград, 1937, 95 с.; Т.Г.Плаченов «Технология сорбентов». Активированные угли, ч.1. ГУУЗ-НКБ-СССР, Ленинград, 1941, 196 с.

В годы Великой отечественной войны многие выпускники и студенты кафедры встали на защиту нашей Родины. Кафедра была эвакуирована в г. Казань, а часть сотрудников осталась в блокадном Ленинграде для организации в ЛТИ им. Ленсовета противогазовой мастерской. В Казани была продолжена подготовка инженеров-технологов в связи с прямой угрозой применения немецко-фашистскими войсками отравляющих веществ.

В 1942 – 1944 годах было выпущено 43 инженера. В 1945 году в связи с переездом кафедры в Ленинград (летом 1944 года) выпуск не состоялся, а первый послевоенный выпуск был организован в 1946 году. В период эвакуации кафедры с октября 1941 года в г. Казань, обязанности заведующего кафедрой исполнял доцент Григорий Маркович Белоцерковский.

С 1947 по 1976 год кафедру возглавлял профессор, доктор технических наук, заслуженный деятель науки и техники РСФСР Тихон Григорьевич Плаченов.

Заведующий кафедрой с 1947 по 1976 года,
доктор технических наук, профессор Т. Г. Плаченов

В послевоенные годы научная деятельность кафедры в области аналитических методов контроля атмосферы значительно расширилась, что позволило на ее основе организовать целый научно-исследовательский институт «ХИМАНАЛИТ – государственный научно-исследовательский химико-аналитический институт». В связи с последующим интенсивным развитием адсорбционной техники научные направления деятельности кафедры значительно расширились. Кафедра активно включается в деятельность Научного Совета по адсорбции при АН СССР, под руководством академика М.М.Дубинина.

В то время на кафедре осуществлены разработки по технологии активных углей из лигнина, торфа, углеродных молекулярных сит из синтетических смол, по технологии формованных минеральных адсорбентов – цеолитов, активной окиси алюминия и водостойкого силикагеля, технологии химических поглотителей СО₂ на основе гидроокисей щелочных металлов, разработки адсорбционных процессов осушки воздуха, газов и разделения газовых и парогазовых смесей, разработки методов анализа сложных по составу микропримесей, разработки способов очистки атмосферы замкнутых систем.

В 1975 году на базе научных подразделений кафедры создается ОКТБ «Кристалл», решающее важные задачи по разработке методов газового анализа, систем очистки воздуха, по разработке новых адсорбентов, катализаторов и химических поглотителей.

Слева направо: заведующие кафедрой различных лет
Н.Ф. Федоров, Т.Г. Плаченов, Г.М. Белоцерковский, В.В. Самонин

С мая 1977 по июль 2012 года нашу кафедру возглавлял профессор, доктор химических наук, заслуженный деятель науки и техники РСФСР Николай Федорович Федоров, выпускник института 1959 года. С его приходом на кафедре формировались новые научные направления. Разработаны научные основы технологии получения пористых сорбирующих материалов путем сложения наноразмерных порошкообразных материалов на примере углеродных и неорганических материалов.

Заведующий кафедрой с 1977 по 2012 года,
доктор химических наук, профессор Н.Ф. Федоров

Созданы технологии получения пористых материалов, в том числе, в виде изделий, методом удаления элементов из материалов, характеризующихся кристаллическим строением (карбиды, карбонитриды). Эти технические решения по своей сути являются прообразами нанотехнологий.

Разработаны технологические приемы получения композиционных сорбирующих материалов, в том числе, в виде изделий, на органических и неорганических полимерных матрицах различного строения. Внедренные работы представлены разработками сорбирующих материалов для космических станций «Салют», «Мир», спутников «Фотон», глубоководных аппаратов ВМФ СССР. Доцент кафедры С.Д.Колосенцев - награжден орденом «За личное мужество» за работы по ликвидации чрезвычайной ситуации на объектах специального назначения.

Наряду с этим, внесен вклад в развитие теории и практики химии тугоплавких оксидов редкоземельных элементов. Создано новое направление парофазного синтеза новых видов термостойких огнеупоров на основе стеклообразного кремнезема. Выпущен учебник для ВУЗов: В.С.Горшков, В.Г.Савельев, Н.Ф.Федоров. Физическая химия силикатов и других тугоплавких соединений. Учебник для вузов. М.: Высш. шк. — 1988. — 400 с.

В настоящее время заведующим кафедрой является доктор технических наук, профессор Вячеслав Викторович Самонин, выпускник кафедры 1977 года.

Заведующий кафедрой с 2012 года,
доктор технических наук, профессор В.В. Самонин

За этот период развилось и получило практическое применение новое направление, связанное с использованием в сорбционной технике наноструктурированного углерода фуллероидной формы, обеспечивающего повышение сорбционных свойств сорбирующих материалов различных классов.

На основе блочных сорбирующих изделий созданы сорбционные устройства, включающие в свой состав элементы для подвода и отведения к сорбирующим материалам энергии различных форм, что позволило реализовать сорбционные процессы в режиме управляемой адсорбции. Данный цикл работ обобщен в монографиях: Самонин В.В., Подвязников М.Л., Никонова В.Ю., Спиридонова Е.А., Шевкина А.Ю. Сорбирующие материалы, изделия, устройства и процессы управляемой адсорбции. – СПб: Наука, 2009. – 271 с.; Самонин В.В., Подвязников М.Л., Спиридонова Е.А., Никонова В.Ю. Сорбционная осушка газовых и жидких сред. СПб: Наука, 2011, 138 с.

Развиваются современные направления, связанные с созданием новых видов сферических высокоэффективных углеродных адсорбентов, в том числе модифицированных различными гетероатомами, новых смесевых щелочных химических поглотителей, бактерицидных пористых материалов, мезопористых мезофазных материалов, углеродных ионообменных сорбентов из органических углеродсодержащих отходов и др.

Новые разработки кафедры реализованы в рамках выполненных контрактов на предприятиях ЦКБ МТ «Рубин», АО «Концерн ВКО «Алмаз– Антей», ГУП «Водоканал Санкт-Петербурга» и других структур, в том числе, оборонной направленности.

В 2014 г. кафедрой проведена Всероссийская конференция с международным участием «Актуальные проблемы синтеза нанопористых материалов, химии поверхности и адсорбции. К 110-летию Т.Г.Плаченова», которую посетили специалисты Белоруссии, Казахстана, Молдовы, Украины, Франции, Швейцарии.

В 2016 г. кафедра приняла участие, совместно с ЗАО «Севзаппромэнерго» и предприятием ОАО «Химконверс», объединяющим разработчиков и производителей средств защиты, в организации научно-практической конференции, посвящённой научному наследию академика Н. Д. Зелинского в области создания эффективного угольного противогаза и 100-летию начала промышленного выпуска противогаза Зелинского-Кумманта. Наряду с проведением конференции состоялось открытие мемориальной доски Н.Д.Зелинскому на здании ВНИИ Метрологии им. Д.И.Менделеева.

Предприятия отрасли помогают в комплектовании кафедры последними образцами средств индивидуальной защиты органов дыхания (СИЗОД) и технологическим и аналитическим оборудованием для обучения студентов и проведения научно-исследовательских работ. За последние три года на кафедру были поставлены более 50 единиц изделий специального назначения. К предприятиям – партнерам кафедры относятся УПО «Сорбент», г. Пермь, НПО «Неорганика», г. Электросталь, НПО «ТамбовМаш» и НПО «ТамбовНИХИ», г. Тамбов, АРТИ, г. Москва, НПО «Севзаппромэнерго», г. Санкт-Петербург, которые укомплектованы выпускниками кафедры и где в настоящее время, проходят практику студенты кафедры. Тематика дипломных и аспирантских работ связана с основным направлением деятельности кафедры и представлена разработками в интересах предприятий отрасли, направленными на создание новых углеродных адсорбентов, химических поглотителей, неорганических адсорбентов в виде изделий и процессов для обеспечения заданного состава газовых и жидких сред в системах индивидуального и коллективного жизнеобеспечения.

Партнеры

ФГУП «РНЦ «Прикладная химия»
ЗАО «Межрегиональная химическая компания "РЕГИОНХИМСНАБ»
НПП «Полихим»
Фармацевтическая компания ООО «ПИК-ФАРМА ПРО»
ОАО «РЖД»
Межрегиональное управление Росалкогольрегулирования по Северо-Западному федеральному округу
ООО «Кока-Кола ЭйчБиСи Евразия»
ФГБУ «Центр лабораторного анализа и технических измерений по Новгородской области»
International laboratory «Solution chemistry of advanced material and technologies», НИУИТМ
ООО «Русватер»
ВНИИ Океанология
ООО «Аналит Продактс»
ООО «ЛСИ»

Выдающиеся выпускники

Видными учеными и научными деятелями, руководителями предприятий стали прошедшие школу кафедры

В.Б. Алесковский – член-корреспондент АН СССР, в прошлом ректор Технологического института и ректор Ленинградского Университета;
В.Ф. Олонцев – академик РАЕН, д.т.н., директор ВНИТИУС;
В.Ф. Смирнов – профессор, д.т.н. и В.В. Чебыкин – Лауреат Гос. премии, к.т.н., директоры ЭНИТИ;
Г.В. Дворецкий – Лауреат Гос. премии, зам. директора ЭНИТИ;
Н.П. Васильев – Лауреат Гос. премии, к.т.н., директор ЭХМЗ, позднее мэр г. Электростали;
Н.Т. Димкович – директор предприятия Тамбовмаш;
М.Л. Подвязников – профессор, д.т.н., заместитель генерального директора АО «Концерн ВКО «Алмаз – Антей», директор Северо-Западного регионального центра АО «Концерн ВКО «Алмаз – Антей», генеральный директор АО «ГОЗ Обуховский завод», генеральный директор ОАО "Завод радиотехнического оборудования".
А.П.Шепелин – д.б.н., зам. директора по научно-производственной работе ФБУ «Государственный научный центр прикладной микробиологии» Роспотребнадзора;
Ю.С.Федоров – профессор, д.т.н., заместитель генерального директора Радиевого института имени В.Г.Хлопина;
И.А. Кузин – профессор, д.х.н., декан инженерно-физико-химического факультета, заведующий кафедрой;
В.В. Самонин – профессор, д.т.н., декан факультета Защиты окружающей среды, заведующий кафедрой ХТМИСТ;
В.М. Мухин – профессор, д.т.н., заслуженный изобретатель РФ, Лауреат премии Правительства РФ почетный эколог, начальник лаборатории активных углей и эластичных сорбентов ОАО «ЭНПО «Неорганика»;
И.С. Лавров – профессор, заведующий кафедрой коллоидной химии;
Г.К. Ивахнюк – профессор, д.х.н., лауреат премии правительства РФ, заведующий кафедрой инженерной защиты окружающей среды;
И.К. Мешковский – д.т.н., заведующий кафедрой физической химии ИТМО;
К.Г. Ионе, В.Б. Фенелонов, Д.Н. Гаврилов, Б.И. Вензель – заведующие лабораториями в институтах РАН.

Научно-исследовательская работа

Спектр научных интересов кафедры очень широк, что обусловлено спецификой профессорско-преподавательского состава, в который входят специалисты самых различных направлений.

Научно-исследовательская работа

Формирование и развитие научной школы кафедры происходило в соответствии с необходимостью решения актуальных задач в области химической защиты человека (защиты органов дыхания от химического, ядерного и биологического оружия) и защиты окружающей среды.

Основными направления НИР были и остаются такие как:

разработка химико-технологических основ получения адсорбентов, химических поглотителей, специальных катализаторов, фильтрующих материалов и регенеративных продуктов;
изучение пористой структуры и свойств разрабатываемых материалов;
определение различных сфер использования разрабатываемых материалов для решения специальных, технологических и экологических проблем.

В последние годы силы кафедры сконцентрированы на разработке новых технологических концепций синтеза нанопористых и композиционных сорбирующих материалов и изучение адсорбционно-десорбционных процессов с их участием, фундаментальных исследований в области статики сорбционных явлений, кинетики и динамики адсорбции.

Значительный объем прикладных НИР непосредственно ориентирован на решение экологических задач.

Наиболее значимые и результативные исследования относятся к следующим четырем направлениям:

1. Разработка теоретических основ синтеза и получение новых углеродных и минеральных адсорбентов, обеспечивающих основные потребности народного хозяйства страны. Научное обоснование необходимых параметров пористой структуры адсорбентов, определяющих нужные марки и типы адсорбентов. Наиболее рациональные аппаратурные решения узловых технологических процессов производства адсорбентов.
Основные усилия коллектива кафедры концентрируются на следующих вопросах:
- рациональное сырье и методы его формования,
- обеспечивающие высокие механические свойства сорбентов;
- методы активирования и режим активирования, обеспечивающие получение адсорбентов с заданной пористой структурой и адсорбционными свойствами.

2. Исследование адсорбционных свойств и пористой структуры углеродных и минеральных адсорбентов, осуществляемое с использованием комплексов современных средств инструментального анализа. Изучение адсорбции из газовых и жидких сред адсорбентами с различной пористой структурой и химической природой поверхности. Экспериментальные и теоретические исследования динамики адсорбции и разработка методов расчета адсорбционных процессов в стационарных, движущихся и псевдосжиженных слоях, а также короткоцикловых процессов адсорбции.

3. Экспериментальное и теоретическое обоснование наиболее рациональных адсорбционных процессов очистки воздуха и промышленных сточных вод от токсичных примесей, рекуперации летучих растворителей, улучшение качественных показателей продукции пищевой, фармацевтической и многих других отраслей промышленности, а также разработка средств регулирования параметров газовой среды в гермообъемах.

4. Совершенствование процессов водоочистки и системы водного хозяйства, переработка отходов, ионный обмен, наноструктурные материалы для водоочистки, правовые аспекты природоохранной деятельности. Основное внимание уделяется проблемам, связанным с очисткой воды с использованием различных методов и обеспечением качества воды, соответствующего нормам СанПиН, в том числе по химическим и микробиологическим показателям.

За последний год за счет средств выполняемых НИР приобретено новейшее оборудование для анализа характеристик пористых материалов (хроматограф, спектрофотометр, центрифуги, аналитические и технические весы, сушильные и муфельные шкафы и др.), закуплено большое количество новых реактивов и восполнены запасы химических газов, а также обновлено техническое оснащение аудиторий и компьютерного класса. В целом, кафедра оснащена современным оборудованием, что позволяет проводить исследования на высоком уровне.

Профессорско-преподавательский состав кафедры занимается активной публикацией своих научных результатов. За последние годы опубликовано более 100 научно-технических работ, представленных монографиями, статьями, учебно-методическими трудами.

Кафедра имеет полный комплект учебных и учебно-научных лабораторий, обеспечивающих проведение лабораторных работ и научно-исследовательского практикума в соответствии с учебным планом и рабочими программами по специальности.