Die resultate van die werk word in die Nanomateriale Magazine gepubliseer. Tydens die verbranding van waterstof word kweekhuisgasse nie gevorm nie, en brandstofselle wat op sy basis werk, genereer elektrisiteit met baie hoë doeltreffendheid, en daarom word waterstof as baie belowende brandstof beskou.
Sy moderne industriële produksie is gebaseer op 'n gesamentlike omskakeling van natuurlike gas, tesame met 'n waterdamp wat op 1000 grade Celsius uitgevoer word, maar 'n meer eko-vriendelike metode is 'n koolstofdioksiedomskakeling van metaan, die rou materiaal waarin twee kweekhuisgas gelyktydig funksioneer. - CH4 en CO2. Ongelukkig word die stoomomskakelingskatalisators in hierdie proses gedeaktiveer en vernietig, en die gebruik van universele katalisators wat gebaseer is op platinumgroepmetale (PT, PD, RH) is ook onmoontlik om verskeie redes.
'N Belowende kandidaat vir koolstofdioksiedomskakeling katalisators is molibdeen carbide (MO2c). Die katalitiese aktiwiteit in reaksies wat ligkoolwaterstowwe behels, is vergelykbaar met platinum, en die prys is baie laer. Daarbenewens is molibdeen carbide bestand teen algemene katalitiese gifstowwe - koolstof sedimente en swaelbevattende verbindings, wat katalisators maak wat daarop gebaseer is, wat volhoubaar is met lang werk. Molibdeenkarbied word egter nie in die natuur versprei nie en kan slegs deur sintetiese verkry word.
In die tradisionele metallurgiese metode word dit gesintetiseer weens die langtermyn temperatuurverwerking van metaal en koolstof, wat lei tot groot energieverbruik. Nog 'n algemene metode is die termostatiese vermindering van molibdeenoksiede met 'n mengsel van koolwaterstofgasse met H2 of aromatiese verbindings.
Hierdie metode benodig minder energie, maar dit vereis verhoogde veiligheidsmaatreëls as gevolg van die gebruik van plofbare gasse. Daarbenewens word in beide metodes op die oppervlak van die molibdeenkarbied, 'n koolstoffilm gevorm, wat 'n gedeelte van katalities aktiewe sentrums blokkeer en sodoende die doeltreffendheid van die gebruik van die materiaal verminder. Daarom is wetenskaplikes op soek na ander metodes vir sy sintese.
In die PCTU word molibdeen carbide voorgestel om verkry te word met behulp van 'n metode van vloeibare fase sintese van molibdeen blou (sogenaamde verspreiding van groeperingsverbindings van molibdeen en suurstof). In die werk het wetenskaplikes die sintese van MO2C in verskeie stadiums uitgevoer. Aanvanklik het hulle Molibdeen blou hulself ontvang as gevolg van die vermindering van die ammoniumheptamolibdate-oplossing ascorbiensuur in die teenwoordigheid van soutsuur.
En toe is molibdeenblou gedroog en termens ontbind by 'n temperatuur van 750-800 grade Celsius, waardeur die molibdeen carbide gevorm is. "Die belangrikste verskil van die werk wat deur ons wetenskaplike groep uitgevoer word, is 'n geïntegreerde benadering," sê een van die outeurs van die werk, die medeprofessor van die Departement Kolloïede Chemie van PCTU, Natalia Gavrilova.
Trouens, ons is nie net betrokke by die sintese van hoogs verspreide deeltjies nie, maar ons bestudeer elke stadium van die verkryging van katalitiese stelsels, wat die belangrikste fundamentele patrone kan stel om die produk met die gespesifiseerde eiendomme te sintetiseer - dit is molibdeen carbide met hoë katalitiese aktiwiteit. "
In die werk het die navorsers die verhouding van molibdeen-bevattende stof en die reduseermiddel in die eerste fase van die sintese verander en die struktuur van beide die gevolglike molibdeenblou en molibdeenkarbied self bestudeer, wat later uit die kleurstof gesintetiseer word. Die katalitiese aktiwiteit van MO2C is geëvalueer deur die reaksie van die omskakeling van metaan-CH4 (hoofkomponent van natuurlike gas) en CO2 in 'n gasvormige mengsel van H2, CO en H2O te verrig, dit is sintese gas.
Daar is getoon dat die mate van metaan omskakeling reeds by 'n temperatuur van 850 grade Celsius 100 persent is, en monsters gesintetiseer met die hoogste katalitiese aktiwiteit, gesintetiseer met 'n lae inhoud van die reduseermiddel in die aanvanklike mengsel: met hulle die omskakeling CH4 en CO2 in sintese gas vind plaas.
So het wetenskaplikes bevind dat die hoofrol in die vorming van die struktuur en tekstuur van die katalisator die reduseermiddel speel en deur die inhoud daarvan in die bronverspreide stelsels te verander, is dit moontlik om verskeie veranderinge van molibdeenkarbied te verkry en die poreuse struktuur aan te pas van die katalisator.
Die ontwikkelde metode van sintese vloei teen relatief lae temperature (in vergelyking met tradisionele metodes), en die gesintetiseerde MO2C het 'n hoë katalitiese aktiwiteit, wat die vermoë om hierdie metode te gebruik, oop te maak om massiewe katalisators op die draer en katalitiese membrane te verkry vir verskillende take - insluitende die omskakeling van natuurlike gas.
Bron: Naakte Wetenskap