Výsledky práce jsou publikovány v časopise Nanomateriálů. Během spalování vodíku nejsou vytvořeny skleníkové plyny a palivové články pracující na jeho základě vytvářejí elektřinu s velmi vysokou účinností, a proto je vodík považován za velmi slibné palivo.
Jeho moderní průmyslová produkce je založena na společné přeměně zemního plynu spolu s vodní párou prováděnou při 1000 ° C, ale více ekologicky šetrnější metodou je konverze metanu oxidu uhličitého, surovinou, ve kterém pracuje dva skleníkové plyn - CH4 a CO2. Bohužel, parní konverzní katalyzátory v tomto procesu jsou deaktivovány a zničeny a používání univerzálních katalyzátorů na bázi platinových skupinových kovů (PT, PD, RH) je také nemožné z různých důvodů.
Slibný kandidát na konverzní katalyzátory oxidu uhličitého je karbid molybdenu (MO2C). Jeho katalytická aktivita v reakcích zahrnujících lehké uhlovodíky je srovnatelná s platinou a cena je mnohem nižší. Kromě toho je karbid molybdenu odolný vůči běžným katalytickým jedům - uhlíkovými sedimenty a sloučeninami obsahujícími síry, což činí katalyzátory na bázi udržitelné s dlouhou prací. Karbid molybdenů však není distribuován v přírodě a může být získán pouze syntetickými.
V tradiční metalurgické metodě je syntetizován v důsledku dlouhodobého teplotního zpracování kovu a uhlíku, což vede k velké spotřebě energie. Dalším společným způsobem je termostatické snížení oxidů molybdenu se směsí uhlovodíkových plynů s H2 nebo aromatickými sloučeninami.
Tato metoda potřebuje méně energie, ale vyžaduje zvýšená bezpečnostní opatření v důsledku využití výbušných plynů. Kromě toho, v obou metodách na povrchu karbidu molybdenu se vytvoří uhlíková fólie, která blokuje část katalyticky aktivních center a snižuje tak účinnost použití materiálu. Proto vědci hledají další metody pro jeho syntézu.
V PCTU se navrhuje, že karbid molybdenu se navrhuje za použití způsobu syntézy fází tekutiny molybdenově modré (tzv. Disperzní disperze klastrových sloučenin molybdenu a kyslíku). V práci provedli vědci syntézu MO2C v několika fázích. Zpočátku obdrželi molybdenovou modrou v důsledku redukce roztoku amonného heptamolibdidního roztoku kyseliny askorbové v přítomnosti kyseliny chlorovodíkové.
A pak molybdenová modrá byla sušena a tepelně rozložena při teplotě 750-800 stupňů Celsia, v důsledku toho, který byl vytvořen karbid molybdenu. "Hlavním rozdílem práce provedené naší vědeckou skupinou je integrovaný přístup," poukazuje na jeden z autorů práce, docentu katedry katedře koloidní chemie PCTU, Natalia Gavrilova.
Ve skutečnosti nejsme zapojeni do syntézy vysoce dispergovaných částic, ale studujeme každou fázi získání katalytických systémů, což umožňuje nastavení hlavních základních vzorů, syntetizovat výrobek se specifikovanými vlastnostmi - to znamená, že karbid molybdenu s vysoká katalytická aktivita. "
V práci, výzkumníci změnili poměr látky obsahující molybdenu a redukční činidlo v prvním stupni syntézy a studoval strukturu obou výsledných molybdenového modrého a molybdenového karbidu samotného, který je syntetizován později z barviva. Katalytická aktivita MO2C byla hodnocena provedením reakce konverze metanu CH4 (hlavní složky zemního plynu) a CO2 do plynné směsi H2, CO a H20, tj. Syntézního plynu.
Bylo prokázáno, že již při teplotě 850 stupňů Celsia je stupeň konverze metanu 100% a vzorky syntetizované s nejvyšší katalytickou aktivitou, syntetizovány s nízkým obsahem redukčního činidla v počáteční směsi: s nimi konverze CH4 a CO2 v syntézním plynu dochází.
Vědci tak zjistili, že hlavní úlohou ve formování struktury a textury katalyzátoru hraje redukční činidlo a změnou jeho obsahu ve zdrojovém dispergovaném systémech je možné získat různé modifikace karbidu molybdenu a upravit porézní strukturu katalyzátoru.
Vyvinutý způsob syntézy proudí při relativně nízkých teplotách (ve srovnání s tradičními metodami) a syntetizovaný MO2C má vysokou katalytickou aktivitu, která otevírá schopnost používat tento způsob, jak získat masivní katalyzátory na nosiči a katalytických membránách pro různé úkoly - včetně přeměny zemního plynu.
Zdroj: Nahá věda