В историческом обзоре деятельности Института общей и неорганической химии НАН Беларуси рассматриваются все этапы развития Института, начиная с его организации в 1959 году, формирования основных структурных подразделений и направлений научных исследований и разработок (1959–1968 гг.), структурирования этих направлений и их ускоренного развития (1969–1990 гг.), оптимизации и поступательного движения с преимущественной ориентацией на научное обеспечение важных задач отраслей промышленности и сельскохозяйственного комплекса Республики Беларусь (1991–2019 гг.). Представлена информация о формировании и развитии научных школ в Институте, об их наиболее ярких достижениях и примерах успешного внедрения разработок на предприятиях и организациях народнохозяйственного комплекса страны. В хронологической последовательности рассматриваются структурированные по основным научным направлениям результаты деятельности сотрудников Института, даются ссылки на опубликованные ими книги и монографии.

Проведены исследования по разработке технологий флотационного обогащения калийных руд: сильвинитовой, каинит-галитовой, карналлит-каинит-галитовой. Для каждой руды разработаны оптимальные условия флотации: солевой состав, плотность и рН дисперсионной среды, собиратель полезного компонента, вспомогательные реагенты – вспениватели, гидрофобизаторы, депрессоры, для получения высокообогащенного калийсодержащего концентрата. На сильвинитовой руде, обогащаемой методом прямой флотации в насыщенных по руде растворах с плотностью 1235 кг/м³, показано, что использование комбинации вспенивателей (сосновое масло, полиэтиленгликоль) и аполярных реагентов (жидкие парафины, индустриальное масло) в составе комплексного собирателя на основе высших алифатических аминов (С₁₆ –С₁₈) обеспечивает повышение извлечения хлорида калия в концентрат при высоком его качестве. Каинит-галитовая руда обогащается методом прямой флотации в водном насыщенном растворе хлорида магния с плотностью 1284 кг/м³ и рН 6–7 с использованием в качестве собирателя каинита алифатических аминов С₁₀ –С₁₂ в сочетании с амииловым спиртом или каприловой кислотой. При обогащении карналлит-каинит-галитовой руды обогащение проводится методом обратной флотации в водных растворах хлорида магния с плотностью 1285–1295 кг/м³ и рН 3–4 с использованием солянокислой соли алкилморфолина в качестве собирателя галита.

Рассмотрены причины, оказывающие отрицательное влияние на свойства минеральных удобрений на основе хлорида калия, и исследованы пути их устранения. Установлены закономерности влияния модификаторов неорганической и органической природы на физико-химические и механические свойства мелкодисперсного и гранулированного хлорида калия. На основании полученных данных разработаны технологии получения калийных удобрений с улучшенными свойствами.

Разработаны гибридные биоматериалы на основе аморфизированного гидроксиапатита и компонентов крови (фибрин, цитратная плазма) химическим осаждением гидроксиапатита в биополимерной матрице (pH 11; соотношении Са/Р 1,67) и путем смешивания 6–14 мас.% геля гидроксиапатита (pH 7,0–7,2) с биполимерами. Химически осажденный в биополимерных матрицах гидроксиапатит является однофазным либо с примесью трикальцийфосфата до 30 %, преимущественно α-модификации в фибриновой матрице и β-модификации в цитратной плазме. Взаимодействие геля гидроксиапатита с фибрином приводит к значительной аморфизации гидроксиапатита и повышению его биорезорбируемости. Выдерживание композитов с гидроксиапатитом, полученным химическим осаждением, в модельном растворе Simulated Body Fluid в течение 75 сут приводит к их частичной резорбции и одновременному нарастанию биомиметического апатита, с бóльшим его приростом по массе на композитах с фибрином. Гибридные биоматериалы на основе фибрина, полученного из крови пациента, и геля гидроксиапатита показали положительный результат при имплантации, позволяя сформировать адекватную конфигурацию дефекта, расширяя возможности ЛОР-хирургии.

В работе изучено смачивание поверхностей алюминия и стекла, имеющих неупорядоченную шероховатость, созданную технологически простыми способами: химическим осаждением с одновременной самоорганизацией наночастиц на микровыступах и впадинах, а также нанесением тонких покрытий с применением полимердисперсных систем с полимодальным распределением частиц по размерам. Получены супергидрофобные покрытия с краевыми углами смачивания 160–170° и гистерезисом смачивания не более 10° на электрохимически наноструктурированном алюминии, обработанном дисперсией с полимодальным распределением микрочастиц аэросила, наночастиц оксида кремния SiDB и наношихты углерода SHDB («Наносинтал», Беларусь) во фторированном лаке. Установлены закономерности изменения краевого угла смачивания силикатного стекла с нанесенным покрытием этого же лака с малыми добавками, показывающие значительный его рост с увеличением содержания микрочастиц аэросила и снижением концентрации лака. Увеличение содержания SiDB и SHDB существенно не сказывается на краевом угле, зато заметно снижает гистерезис его смачивания, что придает стеклу эффект «лотоса».

Явление сильной стабилизации концентрированных водных дисперсий (эмульсий) полимеров коллоидными частицами органической природы (микрочастицами синтетических латексов), не сопровождающееся значительным повышением эффективной вязкости, открыло, во-первых, возможности осуществления процессов пигментирования их при невысоких энергетических затратах с достижением максимальной текучести (динамического состояния, отвечающего условиям интенсификации гетерогенных химико-технологических процессов) и, во-вторых, определило направления дальнейшего исследования в этой области. Так, в отличие от классического способа стабилизации эмульсий минеральными микрочастицами, адсорбирующимися непосредственно на поверхности их капель, микрочастицы органического происхождения взаимодействуют с ними через прослойку дисперсионной среды, локализуясь в непосредственной близости дисперсной фазы и сохраняя тем самым высокую подвижность межфазных границ. В этой связи в дальнейшем требует проверки на различных системах предложенный метод прогнозирования типа эмульсий полимеров с учетом контактного угла и площади смачивания поверхности твердых частиц стабилизатора водой и полимером. Полученные данные фундаментального значения позволили также предложить новые варианты применения стабилизированных концентрированных искусственных латексов для решения ряда прикладных задач.

Получены импортозамещающие эмульсии промышленных эпоксидных олигомеров и созданы на их основе композиционные полимерные материалы полифункционального назначения (клей для углеволоконного усиления железобетонных конструкций, антикоррозионная грунтовка, гидроизоляционная пропитка, краска для декорирования стеклоизделий).

Проведен низкотемпературный синтез мезопористых силикатов, содержащих d-металлы. Измеренные изотермы низкотемпературной адсорбции–десорбции азота, полученные хромо-, ванадо- и цирконосиликатными адсорбентами, относятся к типу IV(b) изотерм сорбции по классификации IUPAC. Изотермические кривые такого рода присущи мезопористым системам с типом M41S упорядочения составляющих элементов. Увеличение рН осаждения и рост содержания металла приводят к аморфизации образцов и искажению надмолекулярной рещетки с единой регулярной геометрией и дальним порядком.

Изучены каталитические свойства наночастиц MgFe₂O₄ в процессе окислительной деструкции нестероидного противовоспалительного препарата ибупрофена. Установлено влияние условий проведения каталитического процесса на эффективность разложения ибупрофена. Показано, что при содержании катализатора 0,5 г/л, концентрации H₂O₂ 20,0 ммоль/л и рН 6,0 в течение 40 мин достигается снижение концентрации ибупрофена с 10,0 мг/л до концентрации ниже предела обнаружения. Выявлено, что в процессе каталитической деструкции степень минерализации ибупрофена достигает 100 %. Проведенные исследования свидетельствуют о перспективности практического применения разработанного Фентон-подобного гетерогенного катализатора для очистки сточных вод от фармацевтически активных соединений.

Рассмотрены физико-химические аспекты регулирования межфазных процессов, протекающих на границах раздела нефть–вода–порода в присутствии ионогенных ПАВ и их композиций, с целью разработки эффективных, научно обоснованных инновационных технологий, обеспечивающих повышение нефтеотдачи и нефтепереработки. Проведенный комплекс исследований поверхностных явлений в присутствии ионогенных ПАВ позволил выявить критерии оценки эффективности их действия на границах раздела нефть–вода–порода, что дает возможность прогнозировать поведение ПАВ в реальных условиях нефтедобычи и целенаправленно использовать их в различных технологиях повышения нефтеотдачи.

Изучено влияние способа получения, содержания гипса и жидкотвердого соотношения на процесс твердения и свойства смешанных гипсомагнезиальных вяжущих, предназначенных для закладки в выработанные пространства солевых месторождений. При введении заполнителей – галитовых отходов разработки солевых месторождений и пластификаторов получены закладочные смеси, представляющие собой нелинейные вязкопластические тиксотропные системы с определенным периодом релаксации напряжений и деформаций. Исследован фазовый состав продуктов твердения, электрокинетические, реологические и физико-механические свойства пластифицированных закладочных смесей в зависимости от способа введения, вида и содержания пластификаторов. При оптимальных их содержаниях и жидкотвердых соотношениях получены смеси с низкими статическими и динамическими пределами текучести, эффективной вязкостью и продолжительными сроками схватывания.

Описаны особенности флокуляции солевых (хлориды калия и натрия) дисперсий глины полиакриламидом, катионными и анионными сополимерами акриламида, включая влияние содержания флокулянта, концентрации твердой фазы в дисперсии, способа растворения полимеров в воде или солевом растворе на скорость осаждения и плотность флокул. Установлено, что наибольшей флокулирующей способностью по отношению к глинисто-солевой дисперсии обладает полиакриламид, наименьшей – катионные сополимеры. Показано, что в концентрированных дисперсиях глины флокуляция начинается при более низком содержании флокулянта и происходит в узком интервале концентраций полимера. Скорость осаждения глины в солевой дисперсии увеличивается на 15−20 % при введении флокулянта в две стадии, возрастает в 1,5 раза при поочередном введении катионного, затем анионного флокулянта. Отмечено, что растворы полимеров, приготовленные с использованием концентрированных солевых растворов хлоридов калия и натрия, обеспечивают более высокую эффективность флокуляции глины по сравнению с растворами полимеров, приготовленными на воде.

Известно, что при использовании воды в технологических целях, в частности, в системах оборотного водоснабжения предприятий в качестве охлаждающей жидкости в процессе постоянного нагревания и охлаждения происходит образование нерастворимых осадков, чаще всего карбонатов кальция, на стенках теплообменников, что приводит к большому количеству проблем, вплоть до остановок производства для очистки оборудования. Для предотвращения образования отложений необходимо применять ингибиторы осадкообразования. В работе в качестве ингибитора осадкообразования исследовали полиакрилат натрия. Изучен состав, морфология, ИК-спектры осадка карбоната кальция, полученного в отсутствие и в присутствии полиакрилата натрия. Установлено, что влияние полиакрилата натрия на механизм кристаллизации карбонатного осадка зависит от рН исходного раствора. Результаты ИК-спектроскопии, РФА и снимки, полученные электронной микроскопией, свидетельствуют об участии молекул полимера в формировании кристаллической структуры карбонатного осадка.