Els resultats de l'obra es publiquen a la revista Nanomaterials. Durant la combustió de l'hidrogen, els gasos d'efecte hivernacle no es formen, i les piles de combustible que operen sobre la seva base generen electricitat amb molt alta eficiència, i per tant el hidrogen es considera combustible molt prometedor.
La seva producció industrial moderna es basa en una conversió conjunta de gas natural juntament amb un vapor d'aigua realitzat a 1000 graus Celsius, però un mètode més ecològic és una conversió de diòxid de carboni de metà, la matèria primera en què operen dos gasos d'efecte hivernacle alhora - CH4 i CO2. Malauradament, els catalitzadors de conversió de vapor en aquest procés es desactiven i es destrueixen, i l'ús de catalitzadors universals basats en metalls de platí (PT, PD, RH) també és impossible per diverses raons.
Un candidat prometedor per a catalitzadors de conversió de diòxid de carboni és el carbur de molibdè (MO2C). La seva activitat catalítica en les reaccions que impliquen hidrocarburs lleugers és comparable al platí, i el preu és molt inferior. A més, el carbur de molibdè és resistent a les verticones catalítiques comunes: sediments de carboni i compostos de subministrament de sofre, que fan que els catalitzadors es basin en ell sostenible amb un llarg treball. No obstant això, el carbur de molibdè no es distribueix a la natura i només es pot obtenir per sintètica.
En el mètode tradicional metal·lúrgic, es sintetitza a causa del processament de temperatura a llarg termini de metall i carboni, que condueix a un gran consum energètic. Un altre mètode comú és la reducció termostàtica dels òxids de molibdè amb una barreja de gasos d'hidrocarburs amb compostos H2 o aromàtics.
Aquest mètode necessita menys energia, però requereix augmentar les mesures de seguretat a causa de l'ús de gasos explosius. A més, en ambdós mètodes a la superfície del carbur de molibdè, es forma una pel·lícula de carboni, que bloqueja una porció de centres catalíticament actius i, per tant, redueix l'eficiència de l'ús del material. Per tant, els científics busquen altres mètodes per a la seva síntesi.
Al PCTU, es proposa que es proposi obtenir un mètode de síntesi de fase líquida de molibdè blau (anomenada dispersió de compostos de clústers de molibdè i oxigen). En el treball, els científics van realitzar la síntesi de MO2C en diverses etapes. Al principi van rebre el blau de molibdè a causa de la reducció de la solució d'heptamolibdat de l'amoni àcid ascòrbic en presència d'àcid clorhídric.
I llavors el molibdè blau es va assecar i es va descompondre tèrmicament a una temperatura de 750-800 graus centígrads, com a conseqüència de la qual es va formar el carbur de molibdè. "La principal diferència de treball dut a terme pel nostre grup científic és un enfocament integrat", assenyala un dels autors de l'obra, el professor associat del Departament de Química Coloide de PCTU, Natalia Gavrilova.
De fet, no només estem compromesos en la síntesi de partícules altament disperses, però estudiem cada etapa d'obtenció de sistemes catalítics, que permeten establir els principals patrons fonamentals, per sintetitzar el producte amb les propietats especificades, és a dir, el carbur de molibdè amb Alta activitat catalítica. "
En el treball, els investigadors van canviar la relació de la substància que conté molibdenum i l'agent reductor en la primera etapa de la síntesi i va estudiar l'estructura de la pròpia estructura del moll de molibdè i molibdenum, que es sintetitza més tard del tint. L'activitat catalítica de MO2C es va avaluar mitjançant la realització de la reacció de la conversió de metà CH4 (component principal del gas natural) i CO2 en una barreja gasosa de H2, CO i H2O, és a dir, gasos de síntesi.
S'ha demostrat que ja a una temperatura de 850 graus Celsius, el grau de conversió de metà és 100 per cent, i les mostres sintetitzades amb la màxima activitat catalítica, sintetitzades amb un contingut baix de l'agent reductor en la barreja inicial: amb ells la conversió CH4 i CO2 en gasos de síntesi es produeix.
Així, els científics van trobar que el paper principal en la formació de l'estructura i la textura del catalitzador juga l'agent reductor i, canviant el seu contingut en els sistemes de dispersió d'origen, és possible obtenir diverses modificacions de carbur de molibdè i ajustar l'estructura porosa del catalitzador.
El mètode desenvolupat de fluxos de síntesi a temperatures relativament baixes (en comparació amb els mètodes tradicionals), i el MO2C sintetitzat té una alta activitat catalítica, que obre la capacitat d'utilitzar aquest mètode per obtenir catalitzadors massius en les memòries i les membranes catalítiques per a diverses tasques - incloent la conversió de gas natural.
Font: Ciència nua