Zespoły i grupy badawcze

Działalność naukowo-badawcza dotyczy problematyki związanej z identyfikacją i optymalizacją procesów jednostkowych w technologii Solvay'a.

Szczególną pozycję w dotychczasowym dorobku zajmują prace zakończone opracowaniem technologii wykorzystania produktów odpadowych przemysłu sodowego w procesie wytwarzania pełnowartościowych materiałów m.in. dla przemysłu farmaceutycznego, kosmetycznego oraz rolno-spożywczego (rozwiązania chronione patentami). Na uwagę zasługuje opracowanie technologii produkcji paszowego tłuszczu sypkiego oraz oryginalna metoda oczyszczania ścieków zakładów mięsnych, zapewniająca pełną utylizację odpadów stałych w procesie żywienia zwierząt (technologie wdrożone).

Dalszy rozwój naukowy związany jest z problematyką udoskonalania biotechniki
w ochronie środowiska. Podjęto badania w kierunku:

- zastosowania dolomitu do ochrony przydrożnych użytków rolnych,

- funkcjonowania agroekosystemu w zależności od poziomu antropopresji wyrażającej się stanem zanieczyszczenia gleby i technologią uprawy stosowaną w rolnictwie konwencjonalnym i ekologicznym,

- doskonalenia technologii uzdatniania wód powierzchniowych.

Pozytywne efekty tych badań umożliwią racjonalną eksploatację wód powierzchniowych oraz olbrzymich obszarów zagrożonych stałym skażeniem m.in. wskutek opadania pyłów atmosferycznych, spływu ścieków, wodnej migracji pierwiastków ciężkich ze zwałowisk odpadów stałych, zapylenia z rozwiniętych hałd i z osadników odpadów przemysłowych, a także w wyniku nieracjonalnego stosowania nawozów mineralnych i preparatów ochrony roślin.

Publikacje:

Problematyka badawcza dotyczy chemii środowiska, a w szczególności aspektów teoretycznych i praktycznych związanych z separacją chromatograficzną i zastosowaniem tej techniki w różnych wariantach analiz środowiskowych.

Aktualny zakres badań mieści się w czterech grupach tematycznych:

Metody preparatyki nowych typów wypełnień i kolumn, głównie z chemicznie związanymi fazami, do chromatografii gazowej, cieczowej (HPLC), strefowej elektroforezy kapilarnej (CZE) oraz technik umożliwiających przygotowanie próbek m.in. na drodze izolowania i wzbogacania z różnych matryc naturalnych (ekstrakcja ciecz-ciało stałe i w stanie nadkrytycznym, filtracja i sączenie membranowe).

Kontrola i monitoring skażenia środowiska, separacja różnych substancji; analiza: żywności, farmaceutyczna, kliniczna, biochemiczna i biopolimerów z wykorzystaniem najnowszych technik instrumentalnych: GC, GC/MS, HPLC, LC/MS, TLC, CZE, TOC, TS, AAS, NMR.

Utylizacja i neutralizacja odpadów przemysłowych, komunalnych i rolnych z wykorzystaniem procesów biotechnologicznych.

Publikacje:

Zainteresowania naukowe obejmują problematykę membran polimerowych, ich właściwości, zastosowania oraz ilościowy opis procesów transportu w układach membranowych za pomocą termodynamiki nierównowagowej i sieciowej.

Aktualne prace wchodzą w zakres szeroko pojętej biotechnologii i dotyczą czystych ekologicznie procesów chemicznych jakie można przeprowadzać w reaktorach membranowych z zastosowaniem katalizatorów enzymatycznych. Obiektem badań są procesy hydrolizy tłuszczów i innych estrów oraz estryfikacji i transestryfikacji, prowadzone z zastosowaniem membran polimerowych z immobilizowaną lipazą. Szczególna uwaga jest skupiona na procesach stereoselektywnej separacji kinetycznej chiralnych alkoholi i kwasów. Prowadzone prace obejmują również preparatykę i charakterystykę membran enzymatycznych.

W opisie kinetyki przebiegu procesów chemicznych w reaktorach membranowych jest stosowana termodynamika sieciowa.

Publikacje:

Wpływ promieniowania na węglowodany. Post-efekty (reakcje następcze) przy sterylizacji radiacyjnej laktozy. Reakcje rodników alkilowych i chloroalkilowych z alkenami. Kinetyka i mechanizm izomeryzacji rodników w roztworach.

Publikacje:

Mgr 1967 UMK, dr 1974 UMK, dr hab. 1994 UMK.
Staże podst-doktorskie: Kernforschung-Zentrum, Karlsruhe, Niemcy 1986-1987, Royal Academy, Stockhlom, Szwecja, 1997.

Wcześniejszy okres działalności badawczej (1968-1982) dotyczył problematyki związanej z modyfikacją struktury nadmolekularnej polimerów w fazie skondensowanej. Szczególne zainteresowanie skierowane było na zmiany struktury politereftalanu etylenowego (PET) i włókien z niego otrzymywanych (Elana, Torlen) wywołane działaniem promieniowania jonizującego oraz ultradźwięków o wysokiej częstości. Na specjalną uwagę zasługuje stosowanie ultradźwięków, które korzystnie modyfikują strukturę włókien z politereftalanu etylenowego istotnie zwiększając ich wybarwialność.

Aktualna tematyka (1983-1998) dotyczy syntezy i badania właściwości fizyko-chemicznych nowej grupy polimerów ze sprzężonym układem wiązań wielokrotnych o dużych perspektywach aplikacyjnych. Polimery te "domieszkowane" akceptorami lub donorami elektronów wykazują wzrost przewodnictwa elektrycznego o 4 - 12 rzędów wielkości. Szczególnie interesujące są topliwe i rozpuszczalne polimery z grupy 3-alkilo lub 3-alkoksyheterocykli, w których zmiana długości podstawnika bocznego wpływa na szereg właściwości fizykochemicznych. Przedmiotem badań są synteza i właściwości takich układów, w których długość podstawnika alkilowego zmienia się od n=1 do n=9 (gdzie n-liczba węgli w łańcuchu bocznym). Obecnie, coraz większa uwaga zespołu skierowana jest na problematykę zapoczątkowaną w 1987 r. we współpracy z ośrodkami z Niemiec i USA, a dotyczącą otrzymywania kopolimerów i terpolimerów przewodzących ze składników o różnym potencjale jonizacji. Stwarza to bowiem możliwość świadomego programowania właściwości fizykochemicznych, głównie elektrycznych i magnetycznych, już na etapie syntezy kopolimerów.

Pozwala także na budowę elementarnego złącza p-n lub p-n-p w ramach jednej makrocząsteczki. Takie przejście z właściwości zbioru cząsteczek gwarantujących określone cechy fizyczne układu do poziomu struktury chemicznej pojedynczej cząsteczki (konstytucji łańcucha), stwarza zupełnie nowe perspektywy w dziedzinie zastosowań utylitarnych.

W 1997 roku zapoczątkowana została współpraca z Królewską Akademią w Sztokholmie dotycząca zastosowań polimerowych układów przewodzących w niektórych działach medycyny i stomatologii. W ramach tej współpracy przedmiotem badań są p-elektronowe polimery przewodzące, które cechuje foto-czułość.

Publikacje:

Chemia koordynacyjna. Badania soli koordynacyjnych metali przejściowych o złożonych ligandach organicznych. Kompleksy kobaltu, niklu, miedzi i cynku z heksamethylenotetraminą. Badania zmian w składzie sfery koordynacyjnej jonów metali wywołanych termiczną dehydratacją uwodnionych soli metali przejściowych. Poszukiwanie spektroskopowego kryterium określania sposobu wiązania cząsteczek wody w hydratach i akwokompleksach. Badania nad syntezą oraz strukturą lotnych związków metali d ⁹- i d¹⁰ -elektronowych stanowiących bazę surowcową dla metody "chemical vapour deposition" (CVD). Oprócz stosowanych w badaniach metod spektroskopowych (UV-VIS, IR, Raman, NMR, EPR) i termograwimetrycznych w zespole zbudowano oryginalną aparaturę do badań magnetochemicznych.

Publikacje:

Fizykochemia polimerów

Mgr 1977 UMK, dr 1985 UMK, dr hab. 1999 UMK
Staże post-doktorskie: Centrum Badań Fotochemicznych, CNR, Uniwersytet w Ferrarze, Włochy, 1992; Instytut Karolinska, Królewska Akademia Medyczna, Sztokholm, Szwecja, 1993; Główne Laboratorium Fotochemiczne, CNRS, Uniwersytet Azlacki, Miluza, 1994.

Badania naukowe dotyczą głównie wpływu promieniowania UV na polimery i ich mieszaniny. Wcześniejsze prace związane były z poprawą foto- i termostabilności polimerów oraz zapobieganiem niekorzystnym procesom starzenia wyrobów polimerowych. Aktualne prace dotyczą poszukiwania substancji przyspieszających fotodegradację bądź biodegradację polimerów w związku z gwałtownie wzrastającą ilością odpadów z tworzyw sztucznych, trudnych do usunięcia. Opracowanie metody otrzymywania polimerów degradowalnych, a więc ulegających samozniszczeniu jest zagadnieniem ważnym z punktu widzenia ochrony środowiska naturalnego. Przyspiesznie powolnego procesu degradacji związków wielkocząsteczkowych wymaga fizycznej bądź chemicznej modyfikacji. Moje badania koncentrują się na modyfikacji fizycznej polegającej na wprowadzaniu do polimerów inicjatorów, katalizatorów lub sensybilizatorów ich rozkładu fortochemicznego. Obecie planowane są badania biodegradacji zmodyfikowanych polimerów.

Publikacje:

Badano wpływ masy cząsteczkowej i polimolekularności polimerów na ich właściwości fizyczne, mechaniczne i odporność na działanie promieniowania UV. Stwierdzono, że polimolekularność PCW, PS i PTE ma bardzo duży wpływ na wytrzymałość na rozciąganie, wydłużenie względne, zdolność do krystalizacji, przenikalność gazów, wydajność fotodegradacji, fotosieciowania i fotooksydacji.

Zajmowano się również mieszaninami polimerowymi - ich stabilnością termiczną i fotochemiczną. Stwierdzono, że wydajność oraz kierunek przemian termicznych i fotochemicznych w mieszaninach polimerowych PS/PCW, PS/PMM, PS/PB zależy nie tylko od rodzaju drugiego składnika w mieszaninie polimerowej, ale i od jego zawartości, a więc od mieszalności polimerów.

Podjęto próby przyspieszenia fotodegradacji oksydacyjnej polimerów w aspekcie ochrony środowiska. Stwierdzono, że 1-3% stężenie PCW lub PMM w PS przyśpiesza jego fotoutlenianie i fotodegradację. W PCW procesy te zachodzą z wyraźnie większą wydajnością w obecności 1% zawartosci ABS, MBS lub MMA/MA. W PMM procesy termicznego i fotochemicznego utleniania i destrukcji przyśpiesza 1% stężenie PB i PIP a także 0,1% stężenie błękitu metylenowego, b-karotenu, naftalenu lub FeCl₃. 0,1 - 0,5% stężenie FeCl₃ w PS zwiększa wydajność fotodestrukcji i utleniania tego polimeru a 1% stężenie CoCl ₂ lub CuCl₂ przyspiesza rozkład PEO.

Badano przemiany fotochemiczne w białkach i podjęto próby ich fotostabilizacji. Stwierdzono, że w kolagenie i krystalinach pod wpływem promieniowania o l =254 nm rozrywaniu ulegają wiązania wodorowe, zawartość wody związanej z kolagenem maleje, maleje stężenie grup C=O, NH₂ i CH₃. W krystalinach fotoutlenianiu ulega tryptofan. Wszystkie te reakcje prowadzą do zniszczenia struktury uporządkowanej tych białek oraz do ich koagulacji. 0,01% stężenie b -karotenu w tych białkach opóźnia i zmniejsza wydajność wyżej wymienionych procesów.

Publikacje:

Problematyka badawcza obejmuje prace z dziedziny kinetyki i mechanizmów reakcji związków koordynacyjnych w roztworach.
W cyklu artykułów wyjaśniono kontrowersje wokół roli spełnianej przez jon OH^- w reakcjach zasadowej hydrolizy połączeń chromu(III). Poszukując dogodnych związków modelowych do rozwiązania podjętego problemu, otrzymano kilkanaście nowych kompleksów, w tym serię mieszanych związków typu [Cr(NCS) _n(dmso)_6-n]^(3-n)+, [Cr(NCS)₄ (histamine)]- i inne. Wykazano, że anion wodorotlenowy nie atakuje rdzenia kompleksów, lecz jego działanie polega albo na wytwarzaniu reaktywnych sprzężonych zasad poprzez deprotonowanie liganda lub na addycji do elektrofilowego centrum liganda uaktywnionego przez wiązanie metal–ligand.

We współpracy z prof. R. B. Jordanem, w Kanadzie (1983/84 i 1988) prowadzono badania nad syntezą i mechanizmami reakcji związków organometalicznych z wiązaniem Cr(III)-metal. Wykazano, że wychwyt rodników organicznych prowadzi do otrzymania izomerów wiązaniowych zgodnie z prawdopodobieństwem występowania niesparowanego elektronu na różnych atomach rodnika. Badano mechanizmy równolegle przebiegających reakcji substytucji heterolitycznego i homolitycznego podstawiania skoordynowanego rodnika organicznego. Zespół współpracuje z Instytutem Örsteda Uniwersytetu Kopenhaskiego.

Aktualne kierunki prac:

- badania reaktywności kompleksów chromu(III) z ligandami typu edta, przy współpracy z zespołem prof. S.Kaizaki z Wydziału Chemii Uniwersytetu w Osace;

- kinetyka i mechanizm katalizowanych redoksowo i kwasowo-zasadowo reakcji substytucji ligandów w połączeniach Cr(III);

- kinetyka i mechanizm reakcji utleniania alkoholi i aldehydów przez Cr(VI).

- kinetyka i mechanizm reakcji kompleksów Cr(III) z ligandami makrocyklicznymi.

Publikacje:

Badania nad syntezą i modyfikacją prekursorów polimerów przewodzących, syntezowanych na bazie związków heterocyklicznych oraz ftalo- i poliftalocyjanin niektórych metali.

Polimery przewodzące znajdują coraz szersze zastosowanie w technice, głównie w elektronice, w aspekcie ich ciekawych właściwości fizykochemicznych. Panuje dość powszechny pogląd, że w tych materiałach należy upatrywać przyszłość elektroniki, ze względu na możliwość modyfikacji ich struktury elektronowej i wpływu na ich własności elektryczne i półprzewodnikowe. Ma to pierwszoplanowe znaczenie dla dalszego rozwoju elektroniki, a zwłaszcza mikroelektroniki. Przykładowo modyfikacja polimerów pochodnych tiofenu, polegająca na podstawieniu grupy NO₂ w pierścieniu tiofenowym w pozycji 4 łańcucha polimerowego, prowadzi do uzyskania materiału, którego przewodnictwo zmienia się odwracalnie w stosunku do określonych mediów gazowych, o kilka rzędów wielkości.

Zespół zajmuje się również polimerami przewodzącymi uzyskiwanymi przez kopolimeryzację prekursorów syntetyzowanych na bazie tiofenu, pirolu i furanu.

Publikacje:

Dr hab. MAREK POLASIK, prof. UMK

Chemia teoretyczna

Zasadnicza część prowadzonych (od 1985 roku) badań teoretycznych dotyczy struktury widm rentgenowskich towarzyszących procesom zderzeniowym. Opracowano nową metodę umożliwiającą badanie jonizacji atomów tarczy, podczas zderzeń prawie centralnych z wysokoenergetycznymi ciężkimi jonami (jony C, N, O, Ne i Ar). Bazuje ona na analizie teoretycznej widm rentgenowskich Ka i Kb, których złożoność jest wynikiem jonizacji powłok L i M. Wspólnie z zespołami prof. Dousse'a (Fribourg, Szwajcaria) i prof. Sujkowskiego (IPJ, Świerk) przeprowadzono w Instytucie Paula Scherrera w Villigen (Szwajcaria) długą serię eksperymentów zderzeniowych, w czasie których zmierzono widma rentgenowskie dla wielu atomów. Nowa metoda umożliwiła wiarygodną analizę tych widm.

W celu wyjaśnienia wpływu zmiany konfiguracji walencyjnej atomów 3d -elektronowych na stosunki intensywności linii rentgenowskich Kb/Ka wykonano obliczenia teoretyczne dla trzech typów konfiguracji: 3d^m-24s², 3d^m-14s¹ i 3d^m. Stwierdzono, że stosunek intensywności Kb/Ka jest bardzo czułym narzędziem umożliwiającym wyjaśnienie wpływu otoczenia chemicznego i efektu stopu na zmianę konfiguracji walencyjnej atomów 3d-elektronowych.

W 1997 roku dr M. Polasik sformułował nową metodę umożliwiającą badanie jonizacji powłok L i M atomów tarczy na podstawie analizy eksperymentalnie wyznaczonych energii przejść Ka i Kb oraz stosunków intensywności Kb/Ka. Zastosowano ją do wyznaczenia jonizacji powłok L i M w tarczy Se bombardowanej różnymi pociskami (2 < Z < 17).

Wspólnie z zespołem prof. Padhi'ego (Bhubaneswar, Indie) przeprowadzono badania emisyjnych widm rentgenowskich (serii K i L) szybkich pocisków (As i Se) przechodzących przez folie węglowe. Obecnie wspólnie z zespołami prof. Kretschmera (Erlangen, Niemcy), prof. Jaskóły (IPJ, Świerk) oraz prof. Braziewicza (Kielce) prowadzone są badania widm rentgenowskich serii K pocisków (S, Si i Fe) przechodzących przez różne folie.

Publikacje:

Problematyka badawcza obejmuje zagadnienia z dziedziny fizykochemii powierzchni, takie jak: termodynamika i kinetyka adsorpcji na mikroporowatych ciałach stałych, adsorpcja na węglach aktywnych i zeolitach, chatakterystyka właściwości powierzchniowych tych adsorbentów oraz oddziaływania międzycząsteczkowe w obszarze granicy faz.
Zespół opanował syntezy znanych zeolitów i materiałów zeolitopodobnych, mających szerokie zastosowanie w adsorpcji oraz kwasowo-zasadowej i utleniająco-redukcyjnej katalizie chemicznej, a także opracował metody syntezy nowych, nieznanych dotychczas sit molekularnych.
Ważnym osiągnięciem jest otrzymanie rekordowo dużych w skali światowej monokryształów zeolitów typu ZSM-5, AlPO₄-5 i SAPO-5. Prace Zespołu przyczyniły się do opatentowania sposobu wytwarzania membran zeolitowych w oparciu o metodę otrzymywania dużych kryształów zeolitów i opublikowania danych, które mogą stanowić podstawę konstrukcji lasera na bazie zeolitów.
Zaprezentowano opis izoterm adsorpcji wody na zeolitach, z użyciem zmodyfikowanej teorii Polanyi'ego-Dubinina, uwzględniającej wielkości mikroporów biorących udział w procesie sorpcji.

Publikacje:

Problematyka badawcza koncentruje się na zjawiskach powierzchniowych i dotyczy głównie procesów adsorpcyjno-katalitycznych na powierzchni węgli aktywnych. Zakres tematyczny prac obejmuje:

- badania nad procesami utleniania powierzchni węgli aktywnych oraz nad zdolnościami jonowymiennymi węgli utlenionych,

- badania nad mechanizmami adsorpcji par i gazów na węglach aktywnych o zróżnicowanej budowie chemicznej warstwy powierzchniowej,

- zagadnienia dotyczące roli, jaką odgrywają tlenki powierzchniowe i kationy metali na powierzchni węgla aktywnego, gdy spełnia on rolę katalizatora względnie nośnika katalizatorów,

- zastosowanie kalorymetrii do określania energetyki procesów adsorpcji oraz termodynamiczna weryfikacja modeli adsorpcji w układach porowatych.

- badania nad rolą chemizmu powierzchni węgli aktywnych w procesach adsorpcji substancji biologicznie czynnych.

Publikacje:

Badania skoncentrowane są wokół problemów rachunku zaburzeń i jego zastosowań w różnych zagadnieniach chemii i mechaniki kwantowej. Badania dotyczą zarówno zagadnień formalnych i rozwoju metodologii rachunku zaburzeń, jak również problemów o charakterze aplikatywnym.
Są to prace nad podstawowymi założeniami rachunku zaburzeń, ich naruszeniem oraz wpływem nieścisłości czynionych założeń na sformułowania metod zaburzeniowych i dokładność wyników. Tematyka ta obejmuje prace nad poprawnym sformułowaniem twierdzenia Hellmanna-Feynmanna, jak również prace dotyczące problemu wpływu tzw. zmiany obrazu w relatywistycznej mechanice kwantowej na postać rachunku zaburzeń dla poprawek relatywistycznych. Podobny charakter mają również prace nad teorią oddziaływań międzymolekularnych i jej zastosowaniami. Prace prowadzone aktualnie dotyczą przede wszystkim sformułowań teorii oddziaływań międzymolekularnych w postaci niezależnej od założeń na temat dokładności reprezentacji podukładów izolowanych.
Znaczna liczba prac dotyczyła podstaw metodologicznych relatywistycznej chemii kwantowej, przede wszystkim zaś ścisłego przejścia od relatywistycznej mechaniki kwantowej w ujęciu Diraca do przybliżeń dwukomponentowych i skalarnych. Tematyka ta jest aktualnie rozwijana w Zakładzie przez dr Marię Barysz.
Badania o charakterze aplikatywnym obejmują rozwój i zastosowania metod obliczeniowych chemii kwantowej w fizyce molekularnej i chemii. Aplikacje dotyczą w znacznej mierze elektrycznych własności molekuł. Rozpoczęte zostały również prace nad nieliniowymi własnościami optycznymi molekuł i metodami ich obliczeń. W Zakładzie prowadzone są także badania nad stabilnością nietypowych molekuł tworzonych przez pierwiastki ciężkie. W zakres badań aplikatywnych wchodzą również prace nad wyznaczaniem jądrowych momentów kwadrupolowych z danych spektroskopii molekularnej i obliczanych teoretycznie gradientów pola elektrycznego.

Publikacje:

Tematyka badawcza dotyczy właściwości fizykochemicznych naturalnych i syntetycznych związków wielkocząsteczkowych znajdujących zastosowanie w medycynie, farmacji, stomatologii oraz w przemyśle spożywczym, tekstylnym, fotochemicznym i wydobywczym (ropa naftowa).

Ważniejsze osiągnięcia:

- analiza teoretycznych wartości parametru a z równania Marka-Houwinka-Sakurady w różnych pod względem termodynamicznym rozpuszczalnikach. Wyniki przeprowadzonej analizy umożliwiają weryfikację wartości mas cząsteczkowych, otrzymanych na podstawie wymienionego równania,

- wykazanie, iż użycie Ce(IV) jako inicjatora redoks w kopolimeryzacji szczepionej poli(N-winylopirolidonu) i poli(alkoholu winylowego) prowadzi do otrzymania kopolimeru blokowego, nie zaś szczepionego, jak poprzednio zakładano,

- wyjaśnienie, iż zamglenie błony fotograficznej przy użyciu poli(N-winylopirolidonu) jako substytutu żelatyny fotograficznej jest spowodowane utlenianiem poli(N-winylopirolidonu),

- zastosowanie badań właściwości przepływu reologicznych mieszanin roztworów związków wielkocząsteczkowych do oceny kompatybilności tych związków.

Publikacje:

Część zainteresowań badawczych prof. E. Szłyka koncentruje się na teorii i zastosowaniach związków koordynacyjnych metali przejściowych z ligandami o znaczeniu biologicznym (składniki kwasów nukleinowych oraz ich analogów purynowych).
Badania mają na celu znalezienie sposobu oddziaływania jonów metali z fragmentami kwasów nukleinowych na podstawie prostych układów modelowych. Związki charakteryzowane są metodami spektroskopowymi (UV-VIS, IR, NMR ¹H,¹³ C, ¹⁵N), badaniami rentgenostrukturalnymi i magnetycznymi. Pozwalają one na określenie sposobu koordynacji ligandów oraz symetrii sfery koordynacyjnej, co ma podstawowe znaczenie przy badaniu układów modelowych.

Drugi problem badawczy obejmuje syntezę i charakterystykę strukturalną lotnych związków metali szlachetnych (Cu, Ag, Au), oraz ich zastosowanie do osadzania warstw tych metali na powierzchni elementów elektronicznych. Prowadzone są badania struktury otrzymanych warstw Ag i Au metodami STEM i XPS. Nowo podjęta tematyka badawcza dotyczy wykorzystania kompleksów Co(II) i Cu(II) z optycznie czynnymi zasadami Schiffa do selektywnego utleniania węglowodorów. Celem tych badań jest znalezienie dogodnego katalizatora do utleniania węglowodorów obecnych w ściekach i powietrzu przy pomocy tlenu cząsteczkowego. Poznanie mechanizmu utleniania węglowodorów w obecności tlenu cząsteczkowego oraz struktury form przejściowych stanowią główny problem poznawczy dla tej grupy związków.

Publikacje:

Problematyka badawcza związana z przemysłem sodowym; badania równowagowe, kinetyczne i krystalizacyjne układów soli nieorganicznych.
W związku z bardzo małą sprawnością energetyczną i materiałową oraz dużym stopniem uciążliwości dla środowiska naturalnego produkcji sody metodą Solvay'a, podjęto prace nad jej modyfikacją. W zespole opracowano bezodpadową metodę produkcji sody w oparciu o azotan sodowy otrzymywany na drodze utleniania NaCl za pomocą kwasu azotowego. Metoda gwarantuje wysoki stopień wykorzystania jonu sodowego i całkowitą utylizację ługu pofiltracyjnego w postaci mieszanej saletry sodowo-amonowej, jako cennego nawozu dla rolnictwa.
Zastosowanie NH₄Cl, jako nawozu sztucznego jest ograniczone jego kwasowością. W celu jej zmniejszenia podjęto badania nad układem par soli NaCl-NH₄HCO₃-H₂O w obecności mocznika. Stwierdzono, że w tych warunkach istnieje realna szansa modyfikacji metody Solvay'a. Wykazano możliwość wzrostu wydajności procesu karbonizacji względem jonów sodowych oraz możliwość przerobu stężonych ługów pofiltracyjnych na nawozy złożone.
W ramach prac nad wykorzystaniem produktów odpadowych uzyskano trzy patenty na produkcję kredy strącanej.

W zespole prowadzone są też badania nad opracowaniem nowej metody bezodpadowej produkcji sody i potażu z NaCl, KCl w obecności pięciotlenku wanadu oraz nad częściową utylizacją ługów polifiltracyjnych z metody Solvay'a za pomocą NaVO₃. Zakład współpracuje z Janikowskimi Zakładami Sodowymi, Inowrocławskimi Zakładami Chemicznymi, Toruńskimi Zakładami Przemysłu Nieorganicznego.

Publikacje:

Działalność badawcza dotyczy problemów fizykochemii adsorpcji, termodynamiki adsorpcji i kinetyki adsorpcji par substancji polarnych jak i apolarnych w mikroporowatych węglowych adsorbentach i zeolitach.
Teoretyczny opis adsorpcji w mikroporowatych węglach aktywnych i zeolitach został zaproponowany na podstawie danych eksperymentalnych uzyskanych:

- z pomiarów równowagowych izoterm adsorpcji spektralnie czystego benzenu, argonu, MeOH, EtOH jak i chemicznie czystych MeNH₂, Me₂NH, oraz EtNH₂ na węglach aktywnych,

- z pomiarów izoterm kinetycznych adsorpcji spektralnie czystego benzenu i MeOH na węglach aktywnych.

Kolejnym zadaniem było wyznaczenie parametrów strukturalnych mikroporowatych ciał stałych, włączając w to wymiar fraktalny, na podstawie pierwszego rozwiązania transformaty Laplace'a używając niepełnej funkcji gamma. Fundamentalne relacje termodynamiczne są sformułowane na bazie równania adsorpcji fizycznej na mikroporowatych ciałach stałych, wyprowadzone z teorii Polanyi - Dubinina objętościowego zapełnienia mikroporów oraz matematyczne przedstawienie powyższych problemów chemicznych.

Publikacje:

Mgr 1970 UMK, dr 1980 UMK, dr hab. 1994 UMK.
Staże post-doktorskie: Institute of Macromolecular Chemistry, Czechoslovak Academy of Science, Praga, Czechosłowacja, 1988.

Tematyka badawcza wchodzi w zakres tzw. membranologii i dotyczy mechanizmów oraz metod separacji z wykorzystaniem błon półprzepuszczalnych otrzymywanych z materiałów polimerowych.

Najważniejsze prace dotyczą:

- związków pomiędzy strukturą a właściwościami transportowymi membran polimerowych,

- otrzymywania i właściwości membran biopodobnych,

- nowych membran ciekłych z przenośnikami makrocząsteczkowymi.

Rezultatem prowadzonych badań są multimembranowe układy separacyjne stanowiące odwzorowanie błonowych układów komórkowych. Opis teoretyczny zjawisk membranowych - w ramach termodynamicznej analizy sieciowej oraz teorii perkolacji.

Publikacje:

Przedmiotem badań są metody syntezy organicznej z wykorzystaniem związków boroorganicznych. Związki te należą do wysoce użytecznych reagentów metaloorganicznych ze względu na możliwość przemiany wiązania węgiel-bor w wiązanie węgiel-węgiel oraz heteroatom-węgiel. W ostatnich latach Zespół opracował nowe metody allilowego monodeuterowania, kontratermodynamicznej izomeryzacji i formylowania olefin, enancjoselektywnej syntezy alkoholi allilowych z dienów, stereoselektywnej redukcji winylooksiranów, epoksyketonów i nienasyconych oksymów, acylowania i hydroksymetylowania olefin, stanowiących rozszerzenie klasycznych reakcji Friedel-Craftsa oraz Prinsa, katalitycznego hydroborowania, reakcji Dielsa-Aldera nienasyconych organoboranów.

Aktualna problematyka dotyczy syntezy allilo- i winyloboranów, kwasów boronowych, boronowanych aminokwasów dla terapii borowo-neutronowej nowotworów, syntezy związków borokrzemoorganicznych. Kontynuowane są prace nad związkami alliloborowymi, reakcjami selektywnej redukcji związków organicznych borowodorami oraz syntezą pochodnych benzofuranu o działaniu fizjologicznym.

W Zakładzie realizowane są również syntezy izocyjanianów (dr J. Nowakowski), związków bichromoforowych (dr K. Aleksandrzak), związków seleno- i telluroorganicznych (dr J. Ścianowski) oraz amidowanie i sulfonowanie terpenów z wykorzystaniem reakcji Rittera dr M. Wełniak).

Publikacje:

Problematyka badawcza dotyczy różnorodnych zjawisk powierzchniowych na węglach.
Opracowano technikę wytwarzania i badania w podczerwieni filmów węglowych. Metoda umożliwia badania spektralne próbek węglowych w próżni lub w dowolnej kontrolowanej atmosferze w temperaturach do 1000⁰C.

Dzięki opracowanej technice stworzona została możliwość badania w podczerwieni procesów karbonizacji, aktywacji oraz różnorodnych reakcji chemicznych zachodzących przy udziale powierzchniowych grup funkcyjnych. Metoda pozwala badać w podczerwieni zjawiska sorpcji oraz procesy katalityczne przebiegające na powierzchniach węglowych.

Publikacje:

Ostatnia modyfikacja 11.XII.2002 r.