Kutatásvezető neve
Dr. Fábián István
A legtöbb oldatfázisú redoxireakció mechanizmusa igen összetett, számos egymás után, illetve párhuzamosan lejátszódó versengő elemi lépéssel értelmezhető. Ezen mechanizmusok felderítése egymásra épülő kinetikai és sztöchiometriai vizsgálatokat tesz szükségessé, melyek feldolgozásához a klasszikus módszerek mellett nagy teljesítőképességű kiértékelő eljárásokra és az azokat megalapozó elméleti reakciókinetikai alapokra is szükség van. Ezek a módszerek lehetőséget teremtenek a különböző kísérletekből származó adatok együttes kiértékelésére. Az összetett kinetikájú redoxireakciók mechanizmuskutatása során a következő témaköröket tanulmányozzuk: a klór, a kén(IV), az oxiklór és peroxo vegyületek, valamint a reaktív oxigén gyökök (ROS) redoxireakciói; szubsztituált 1,10-fenantrolin- N-oxidok szintézise, jellemzése és koordinációs kémiája; az O2 aktiválása; az élő szervezetben a ROS-ok koncentrációját szabályozó metalloenzimek modellezése.
Letöltések
A kutatások során i) azonosítjuk és jellemezzük a reaktív köztitermékeket; ii) részleteiben leírjuk a reakciórendszerek kinetikai sajátságait és meghatározzuk az egyes lépésekre a sebességi egyenletet; iii) azonosítjuk a domináns reakcióutakat; iv) feltárjuk az egymással versengő reakcióutak közötti kinetikai csatolásokat; v) az összes kísérleti adat együttes kiértékelésével részletes modelleket dolgozunk ki a kinetikai és sztöchiometriai sajátságok értelmezésére. Az eredmények hasznosulhatnak az említett vegyületek gyakorlati alkalmazásai – környezeti kémia, ivó- és szennyvízkezelés, szürke vizek újrahasznosítása, fertőtlenítés, fehérítés, nagy hatékonyságú ipari oxidációs eljárások (AOP) stb. – során, illetve lehetővé teszik különböző in vivo redoxifolyamatok kémiai hátterének megértését is.
Kutatásaink egy másik fontos területe a funkcionalizált aerogélek szintézise, valamint ezen nagy porozitású anyagok fizikai és kémiai jellemzése. Számos olyan aerogélt állítottunk elő, amelyek alkalmasak szennyezők vízből történő eltávolítására; az űrtechnológiában is alkalmazható hőszigetelő rendszerek kialakítására; nagyhatékonyságú heterogén katalizátorok létrehozására; bioaktív csontregenerálásra alkalmas anyagok előállítására; új gyógyszerhordozók kifejlesztésére, enzimek immobilizálására; fotokatalitikus rendszerek előállítására. Részletesen tanulmányozzuk az aerogélek összetétele, szerkezete és különböző fizikai és kémiai sajátságai közötti összefüggéseket. Elektromos szálhúzással is állítunk elő funkcionalizált anyagokat. Ezek esetében is az elsődleges cél a szintézis optimalizálása és a sajátságaik kontrollálása. Általánosan célunk a homogén és heterogén rendszerekben kapott eredmények szinergiájában rejlő lehetőségek kiaknázása. Így intenzív kutatásokat folytatunk annak tisztázására, hogy a homogén fázisú katalitikus redoxireakciók vizsgálata során kapott eredmények hogyan használhatók heterogén katalitikus rendszerek tervezésében és a lejátszódó folyamatok értelmezésében.
Kutatócsoportunkban számos nagy teljesítményű eszköz áll rendelkezésre a kísérleti munkához: több stopped-flow készülék, lézer-villanófény-fotolízis készülék, egyedi tervezésű multifunkciós fotoreaktor, ózongenerátorok, spektrofotométerek, spektrofluoriméter, asztali NMR készülék (60 MHz), potenciometrikus mérőrendszerek, kutatói szintű ionkromatográf, HPLC-MS, GC-MS, az aerogélek előállításához egy automatizálható reaktorrendszer (öt reaktor), nagy teljesítményű elektromos szálhúzó berendezés, poroziméter, moduláris reométer stb. Ezen túlmenően egyetemi és külső kutatóhelyekkel való együttműködések keretén belül hozzáférésünk van speciális eszközökhöz is, úgy, mint nagyterű NMR és szilárd fázisú NMR készülékek, ESR berendezés, CE-MS, kisszögű neutronszórás (SANS) rendszer.
A kísérleti eredmények alátámasztására gyakran használunk számításos kémiai módszereket is.
