Töö tulemused avaldatakse nanomaterjalide ajakirjas. Vesiniku põlemise ajal ei moodusta kasvuhoonegaase ja kütuserakud, mis töötavad selle põhjal elektrienergiaga väga suure tõhususega ja seetõttu peetakse vesinikku väga paljutõotavaks kütuseks.
Selle kaasaegne tööstustoodang põhineb maagaasi ühisel muutusel koos veeauruga, mis on läbi viidud 1000 kraadi juures Celsiuse järgi, kuid keskkonnasõbralik meetod on metaani süsinikdioksiidi konversioon, mille tooraine toimib korraga kaks kasvuhoonegaasit - CH4 ja CO2. Kahjuks on selle protsessi auru konversioonikatalüsaatorid deaktiveeritud ja hävitatud ning universaalsete katalüsaatorite kasutamine plaatina rühma metallide (PT, PD, RH) alusel põhinevate universaalsete katalüsaatorite kasutamine on võimatu ka mitmel põhjusel.
Paljutõotav kandidaat süsinikdioksiidi konversioonikatalüsaatoriteks on molübdeenkarbiid (MO2C). Selle katalüütiline aktiivsus valguse süsivesinike reaktsioonides on võrreldav plaatina ja hind on palju väiksem. Lisaks on molübdeeni karbiid vastupidav tavalistele katalüütilistele müristele - süsinikdioksiidi setete ja väävli sisaldavate ühendite suhtes, mis muudab katalüsaatoreid, mis põhinevad pika töö jätkusuutlikul tasemel. Siiski ei jaotata molübdeeni karbiidi looduses ja seda saab saada ainult sünteetiliste abil.
Traditsioonilisel metallurgilises meetodis sünteesitakse see metalli ja süsiniku pikaajalise temperatuuri töötlemise tõttu, mis toob kaasa suure energiatarbimiseni. Teine ühine meetod on molübdeenoksiidide termostaatiline vähendamine koos H2-ga või aromaatsete ühenditega süsivesinike gaaside seguga.
See meetod vajab vähem energiat, kuid see nõuab suuremaid turvameetmeid plahvatusohtlike gaaside kasutamise tõttu. Lisaks on moodustatud nii molübdeeni karbiidi pinna meetodites, moodustub süsinikkile, mis blokeerib osa katalüütiliselt aktiivsetest keskustest ja vähendab seega materjali kasutamise tõhusust. Seetõttu otsivad teadlased muid selle sünteesi meetodeid.
PCTU-s pakutakse Molübdeeni karbiidi, et saada meetodit molübdeeni sinise vedela faasi sünteesi abil (molübdeeni ja hapniku klastriühendite nn dispersioon). Töös tegid teadlased Mo2c sünteesi mitmetes etappides. Alguses said nad molübdeeni sinine ise tõttu vähenenud ammooniumheptamolibdaadi lahuse askorbiinhappe juuresolekul vesinikkloriidhappe.
Ja siis molübdeeni sinine kuivatati ja termiliselt lagunenud temperatuuril 750-800 kraadi Celsiuse järgi, mille tulemusena moodustati molübdeeni karbiid. "Meie teadusliku fraktsiooni tehtud töö peamine erinevus on integreeritud lähenemisviis," märgib ühe töö autoritest PCTU, Natalia Gavrilova kolloidi keemia osakonna dotsendist.
Tegelikult me ei tegele mitte ainult väga hajutatud osakeste sünteesiga, kuid me uurime iga katalüütiliste süsteemide saamise etappi, mis võimaldab peamiste põhiliste põhiprediidide seadmist, et sünteesida toote teatud omadustega - see tähendab, et molübdeeni karbiid Kõrge katalüütiline aktiivsus. "
Töö, teadlased muutnud suhe molübdeeni sisaldava aine ja redutseerija esimeses etapis sünteesi ja uuris struktuuri nii saadud molübdeeni sinine ja molübdeeni karbiid ise, mis sünteesitakse hiljem värvist. MO2C katalüütilist aktiivsust hinnati metaani CH4 (maagaasi põhikomponendi) ja CO2 konversiooni reaktsiooni läbiviimisega H2, CO ja H2O gaasiliseks segusse, mis on sünteesigaas.
On näidatud, et juba temperatuuril 850 kraadi Celsiuse järgi on metaani konversiooni aste 100 protsenti ja proovid, mis sünteesitakse kõrgeima katalüütilise aktiivsusega, sünteesitud vähendava aine madala sisaldusega esialgses segus: nendega konversiooniga CH4 ja CO2 sünteesigaasis esineb.
Seega leidsid teadlased, et katalüsaatori struktuuri ja tekstuuri moodustamise peamine roll mängib redutseerijat ja muutes selle sisu allika dispergeeritud süsteemides, on võimalik saada mitmesuguseid momübdeeni karbiidi modifikatsioone ja reguleerida poorset struktuuri katalüsaatorist.
Arenenud meetod sünteesi voolab suhteliselt madalatel temperatuuridel (võrreldes traditsiooniliste meetoditega) ja sünteesitud MO2C-l on kõrge katalüütiline aktiivsus, mis avab võime kasutada seda meetodit, et saada tohutuid katalüsaatorid kandja ja katalüütiliste membraanide saamiseks erinevate ülesannete jaoks Sealhulgas maagaasi muundamine.
Allikas: alasti teadus