Резултатите от работата се публикуват в списание Наноматериали. По време на изгарянето на водород, парниковите газове не са оформени и горивните клетки, работещи на нейната основа, генерират електричество с много висока ефективност, и следователно водород се счита за много обещаващо гориво.
Съвременното му промишлено производство се основава на съвместно преобразуване на природен газ, заедно с водна пара, проведена на 1000 градуса по Целзий, но по-екологичен метод е превръщане на въглероден диоксид на метан, суровината, при която два парникови газове работят наведнъж - CH4 и CO2. За съжаление, катализаторите за преобразуване на пара в този процес са деактивирани и унищожени, а използването на универсални катализатори на базата на метали на платина (PT, PD, RH) също е невъзможно по различни причини.
Обещаващ кандидат за катализатори за преобразуване на въглероден диоксид е молибден карбид (MO2C). Неговата каталитична активност в реакции, включваща леки въглеводороди, е сравнима с платина, а цената е много по-ниска. В допълнение, молибден карбид е устойчив на общи каталитични отрови - въглеродни седименти и съединения, съдържащи сяра, което прави катализаторите въз основа на това устойчиви с дълга работа. Въпреки това, молибден карбид не е разпределен в природата и може да бъде получен само чрез синтетичен.
В традиционния металургичен метод той се синтезира поради дългосрочната температура и въглерод, което води до голяма консумация на енергия. Друг общ метод е термостатичното намаляване на молибденовите оксиди със смес от въглеводородни газове с Н2 или ароматни съединения.
Този метод се нуждае от по-малко енергия, но изисква повишени мерки за сигурност, дължащи се на използването на експлозивни газове. В допълнение, и в двата метода на повърхността на молибден карбид, се образува въглероден филм, който блокира част от каталитично активните центрове и по този начин намалява ефективността на използването на материала. Затова учените търсят други методи за неговия синтез.
В PCU се предлага молибден карбид да бъде получен, като се използва метод за синтез на течно фаза на молибденовото синьо (така наречената дисперсия на клъстерни съединения на молибден и кислород). В работата учените изпълняват синтеза на MO2C на няколко етапа. Първоначално получиха сами молибден син поради редукцията на разтвора на амониев хептамолибдат аскорбинова киселина в присъствието на солна киселина.
След това молибден син се суши и термично разлага се при температура 750-800 градуса по Целзий, в резултат на което се образува карбид молибден. "Основната разлика в работата, извършена от нашата научна група, е интегриран подход", отбелязва един от авторите на работата, доцент по департамент за Колоидна химия на ПКДУ, Наталия Гаврилова.
Всъщност, ние не се занимаваме не само в синтеза на високоразделни частици, но изучаваме всеки етап от получаването на каталитични системи, което позволява, поставяйки основните основни модели, за синтезиране на продукта с посочените свойства - т.е. молибден карбид с Висока каталитична активност. "
В работата изследователите промениха съотношението на веществото, съдържащо молибден и редуциращия агент на първия етап на синтеза и изследваха структурата на получения молибден син и самият молибден карбид, който се синтезира по-късно от багрилото. Каталитичната активност на MO2C се оценява чрез провеждане на реакцията на превръщането на метан СН4 (основният компонент на природен газ) и СО2 в газообразна смес от Н2, СО и Н20, т.е. синтезът.
Доказано е, че вече при температура от 850 градуса по Целзий, степента на превръщане на метан е 100% и пробите, синтезирани с най-висока каталитична активност, синтезирана с ниско съдържание на редуциращия агент в началната смес: с тях преобразуването СН4 и СО2 в синтез на газ се случват.
Така учените установиха, че основната роля при формирането на структурата и текстурата на катализатора възпроизвежда редуциращия агент и чрез промяна на съдържанието си в източниците диспергирани системи, е възможно да се получат различни модификации на молибден карбид и да се коригира порестата структура на катализатора.
Разработеният метод на синтез тече при относително ниски температури (в сравнение с традиционните методи) и синтезираната MO2C има висока каталитична активност, която отваря способността да се използва този метод за получаване на масивни катализатори върху носителя и каталитичните мембрани за различни задачи - включително превръщането на природен газ.
Източник: гола наука