Научное направление

Физико-технологические основы инженерии каталитически активной по-верхности функциональных материалов с применением ионных пучков

Конкретные исследования, их роль и значимость

Разработан ресурсосберегающий метод ионного легирования функциональных материалов в режиме ионно-ассистируемого осаждения, обеспечивающий введение в приповерхностный слой под-ложки микроколичеств легирующей примеси на наноразмерном атомном уровне в неравновесных ус-ловиях и формирование каталитических слоев толщиной порядка 100 нм с прочной адгезией и низким содержанием активирующих металлов. Получены гетерогенные катализаторы, перспективные к применению в важных в практическом отношении химических и электрохимических процессах: электрохимического выделения водорода и кислорода из водных растворов электролитов; электрохимического окисления органических топлив – метанола и этанола; нейтрализации вредных компонентов отходящих газов двигателей внутреннего сгорания – СО и оксидов азота NOx; окисления водорода гремучей смеси в ее потоке с водяным паром. Активность электрокатализаторов с модифицированной поверхностью в процессах электролиза водных растворов сравнима с активностью платины, а в процессах окисления органических топлив (метанола и этанола), лежащих в основе принципа действия низкотемпературных топливных элементов – перспек-тивных химических источников тока, в десятки раз превышает активность платинового электрода. Со-держание платины в формируемых активных слоях составляет около 0,01 мг/см2, что примерно в 50 раз меньше, чем в аналогичных зарубежных электрокатализаторах.

Сотрудничество Белорусский государственный университет НИИ прикладных физических проблем им. А.Н. Севченко Белорусского государственного уни-верситета Институт тепло- и массобмена им. А. В. Лыкова НАН Беларуси

Монография

«Формирование гетерогенных катализаторов с применением ионных пучков». Автор – В. В. Поплавский. – Минск : БГТУ, 2010. – 251 с.

Учебные пособия:

1. Поплавский, В. В. Техника высокого вакуума / В. В. Поплавский. – Минск : БГТУ, 2001. – 363 с.

2. Поплавский, В. В. Основы измерений физических величин / В. В. Поплавский. – Минск : БГТУ, 2005. – 274 с.

3. Поплавский, В. В. Измерения физических величин: Практикум / В. В. Поплавский. – Минск : БГТУ, 2006. – 174 с.

Статьи:

1. Поплавский, В. В. Влияние имплантации ионов на каталитические свойства поверхности / В. В. Поплавский, Г. И. Новиков, Э. В. Ратников Журнал прикладной химии.  1986.  Т. 59, № 5.  С. 9951005.

2. Poplavsky, V. V. Influence of the Implantation of Transition Metal Ions on the Electrocatalytic Activity of Carbon Materials / V.V. Poplavsky Nuclear Instruments and Methods in Physics Research. – 1987. – V. B28, No. 4. – P. 543–539.

3. Poplavsky, V. V. Review Article. Ion Beam Modification of Catalytic Properties of Solids / F. F. Komarov, V. V. Poplavsky Radiation Effects. – 1988. – V. 106, No. 1/2. – P. 1–26.

4. Каталитическое окисление гремучей смеси в насыщенном водяном паре при температурах до 220°С / В. А. Шнып, В. В. Поплавский [и др.] Весці АН БССР. Серыя хім. навук.  1989.  № 1.  С. 2427.

5. Поплавский, В. В. Приготовление катализаторов с использованием ионно-лучевых технологий / В. В. Поплавский Научные основы приготовления и технологии катализаторов Сб. науч. тр.  Ново-сибирск: СО АН СССР.  1990.  С.156172.

6. Взаимодействие СО, О2 и NО на оксидных катализаторах / В. А. Шнып, В. В. Поплавский [и др.] Весцi АН Беларусi. Серыя хім. навук.  1991, № 6.  С. 5560.

7. Ионно-лучевое модифицирование каталитических свойств поверхности / В. В. Поплавский [и др.] Вакуумная техника и технология.  1993.  Т. 3, № 2.  С. 4856.

8. Поплавский, В. В. Энергия связи поверхностных комплексов и каталитическая активность не-которых металлов в реакции окисления СО / В. А. Шнып, В. П. Глыбин, В. В. Поплавский Весцi АН Беларусi. Сер. хім. навук.  1994.  № 4.  C. 76-80.

9. Жарский, И. М. Электрохимическое окисление метанола на платине и никеле, легированном ускоренными ионами платины и иридия / В. Г. Матыс, И. М. Жарский, В. В. Поплавский Весці НАН Беларусі. Серыя хім. навук.  2004.  № 4.  С. 58–63.

10. Поплавский, В. В. Электрокаталитические покрытия, формируемые ионно-ассистируемым осаждением редкоземельных металлов и платины на титан» / В. В. Поплавский, Т. С. Мищенко, В. Г. Ма-тыс Перспективные материалы. – 2009. – № 6. – С. 12–20.

11. Поплавский, В. В. Состав и электрокаталитические свойства покрытий, формируемых ионно-ассистируемым осаждением платины из плазмы импульсного дугового разряда на алюминий / В. В. По-плавский, Т. С. Мищенко, В. Г. Матыс Журнал технической физики. – 2010. – Т. 80, вып. 2. – С. 138–145. (В переводе на англ. «Composition and Electrocatalytic Properties of the Coatings Formed by the Ion-Beam-Assisted Deposition of Platinum from a Pulsed Arc-Discharge Plasma onto Aluminium» Technical Physics. – 2010. – Vol. 55, No. 2. – P. 296–302).

12. Поплавский, В. В. Формирование каталитически активной поверхности титановых электродов с применением ионных пучков / В. В. Поплавский, Т. С. Мищенко, В. Г. Матыс Поверхность. Рентгенов-ские, синхротронные и нейтронные исследования. – 2010. – № 7. – С. 33–39. (В переводе на англ. «Ion Beam Formation of the Catalytically Active Surface of Titanium Electrodes» Journal of Surface Investigation. X-ray, Synchrotron and Neutron Techniques. − 2010. − Vol. 4, No. 4. − P. 576–581).

13. Formation of Nanosized Electrocatalytic Coatings on Carbon Substrates with Application of Catalytic Metals Ion Beam Deposition from Pulsed Arc-Discharge Plasma / V. V. Poplavsky, A.V. Dorozhko, V.G. Matys, T.S. Stelmakh 10th International Conference on Modification of Materials with Particle Beams and Plasma Flows: Proceedings.  Tomsk, 2010.  P. 648651.