Rezultati rada objavljeni su u magazinu nanomaterijala. Tokom sagorijevanja vodonika, staklenički gasovi se ne formiraju, a gorivne ćelije koje rade na svojoj osnovi stvaraju električnu energiju s vrlo visokom efikasnošću, a samim tim i vodik smatra se vrlo perspektivnim gorivom.
Njegova moderna industrijska proizvodnja temelji se na zajedničkoj pretvorbi prirodnog plina zajedno s vodenim parom, ali više ekološki prihvatljiva metoda je konverzija ugljičnog dioksida metana, sirovina u kojoj dva staklena plina djeluju odjednom - CH4 i CO2. Nažalost, katalizatori za pretvorbu pare u ovom procesu su deaktivirani i uništeni i upotreba univerzalnih katalizatora zasnovanih na metalima Platinum Grupe (PT, PD, RH) također je nemoguće iz različitih razloga.
Obećavajući kandidat za katalizatore konverzije ugljičnog dioksida je karbid molibdena (MO2C). Njegova katalitička aktivnost u reakcijama koje uključuju svjetlos ugljikovodike uporedivo je sa platinama, a cijena je mnogo niža. Pored toga, molibden Carbide otporan je na zajedničke katalitičke otrove - ugljični sedimenti i jedinjenja koja sadrži sumpor, što čini katalizatore na osnovu njenog održivog s dugom radom. Međutim, karbid molibdena ne distribuira se u prirodi i može se dobiti samo sintetičkim.
U tradicionalnoj metalurškoj metodi sintetizira se zbog dugoročne temperature obrade metala i ugljika, što dovodi do velike potrošnje energije. Druga uobičajena metoda je termostatsko smanjenje molybdenum oksida sa mješavinom ugljikovodičnih gasova sa H2 ili aromatičnim spojevima.
Ova metoda treba manje energije, ali zahtijeva povećane mjere sigurnosti zbog upotrebe eksplozivnih gasova. Pored toga, u obje metode na površini molibdenskog karbida formira se ugljeni film, koji blokira dio katalitski aktivnih centara i na taj način smanjuje efikasnost upotrebe materijala. Stoga naučnici traže druge metode za svoju sintezu.
Na PCTU se predlaže da se molibden Carbide dobiva pomoću metode sinteze tečnosti-fazne molybden plave boje (takozvana disperzija klasterskih spojeva molibdena i kisika). Na radu naučnici su izvršili sintezu MO2C u nekoliko faza. U početku su sami dobili molibden plave zbog smanjenja amonijum heptamolibdate otopine askorbinske kiseline u prisustvu hidrolorične kiseline.
A onda je molibden plava osušila i termički raspaljena na temperaturi od 750-800 stepeni Celzijusa, kao rezultat toga je formiran karbid molibdena. "Glavna razlika rada koja je provela naša naučna grupa integrirani je pristup", bilježi jedan od autora rada, vanredni profesor odjeljenja za koloidnu hemiju PCTU-a, Natalia Gavrilova.
U stvari, ne bavimo se samo sintezom visoko raspršenih čestica, ali proučavamo svaku fazu dobijanja katalitičkih sustava, što omogućava postavljanje glavnih fundamentalnih obrazaca, kako bi sintetizirali proizvod sa navedenim svojstvima - to jest molibden Carbid sa Visoka katalitička aktivnost. "
U radu su istraživači promijenili omjer supstance koja sadrži molibdena i smanjujući agent u prvoj fazi sinteze i proučavali su strukturu nastalog molybdenuma plave i molibdena, koji se kasnije sintetizira iz boje. Katalitička aktivnost MO2C-a ocijenjena je provođenjem reakcije pretvorbe metana CH4 (glavna komponenta prirodnog plina) i CO2 u plinovnu smjesu H2, CO i H2O, odnosno sinteze.
Pokazano je da je već na temperaturi od 850 stepeni Celzijusa, stepen konverzije metana iznosi 100 posto, a uzorci sintetizirani s najvišom katalitičkom aktivnošću, sintetizirane s niskim sadržajem smanjujućih sredstava u početnoj mješavini: s njima konverzija CH4 i CO2 u sinteznoj plinu dolazi.
Tako su naučnici utvrdili da glavna uloga u formiranju strukture i teksture katalizatora igra smanjenje agenta i promjenom njenog sadržaja u sustavu iz izvora, moguće je dobiti različite izmjene molibdenskog karbida i podešavanje porozne strukture katalizatora.
Razvijena metoda sinteze teče na relativno niskim temperaturama (u poređenju s tradicionalnim metodama), a sintetizirani MO2C ima visoku katalitičku aktivnost, koja otvara mogućnost korištenja ove metode za dobivanje masivnih katalizatora na prijevoznim i katalitičkim membranama za različite zadatke - uključujući pretvorbu prirodnog plina.
Izvor: Gola nauka