El 1867 visità els camps de petroli de Bakú, enviat pel govern rus com a assessor científic, i també a París per organitzar el pavelló de Rússia a l'Exposició Universal de 1867. En aquest viatge visità fàbriques franceses, belgues i alemanyes, on observà els processos Leblanc i Solvay per a l'obtenció de carbonat de sodi. En arribar a Rússia aconsellà la utilització d'aquests processos, però no es construí la primera fàbrica fins al 1888, a causa de les reticències del govern a eliminar els imposts que gravaven la sal. El mateix any 1867 inicià la redacció de la seva gran obra, "Principis de Química", que es publicà en fascicles entre 1868 i 1869 la primera part, i entre 1870 i 1871 la segona. En un fascicle del 1869 apareix la seva llei periòdica. El 1868 fou un dels fundadors de la Societat Russa de Química, que facilità la comunicació amb els científics europeus i nord-americans.