Työn tulokset julkaistaan nanomateriaalilehdessä. Vedyn palamisen aikana ei muodostellut kasvihuonekaasuja, ja sen perustana toimivat polttokennot muodostavat sähköä erittäin tehokkaasti, ja siksi vetyä pidetään erittäin lupaavaa polttoainetta.
Moderni teollisuustuotanto perustuu maakaasun yhteiseen muuntamiseen yhdessä vesihöyryn kanssa, joka on suoritettu 1000 astetta, mutta ympäristöystävällisempi menetelmä on metaanin hiilidioksidin muuntaminen, raaka-aine, jossa kaksi kasvihuonekaasua toimii kerralla - CH4 ja CO2. Valitettavasti tämän prosessin höyrymuunnoskatalyyttejä on deaktivoitu ja tuhoutunut ja platinaryhmän metallien (PT, PD, RH) mukaisten universaalisten katalyyttien käyttö on myös mahdotonta useista syistä.
Lupaavan hakijan hiilidioksidin muuntamiskatalyytteihin on molybdeenikarbidi (MO2C). Sen katalyyttinen aktiivisuus reaktioissa, joissa on kevyitä hiilivetyjä, on verrattavissa platinaan, ja hinta on paljon pienempi. Lisäksi molybdeenikarbidi on kestävä yhteisten katalyyttisten myrkyt - hiili sedimentit ja rikkipitoiset yhdisteet, jotka tekevät katalyytteistä sen kestävän pitkän työn kanssa. Molybdeenikarbidia ei kuitenkaan jakaudu luontoon, ja se voi saada vain synteettisellä tavalla.
Perinteisessä metallurgisessa menetelmässä se syntetisoidaan metallin ja hiilen pitkän aikavälin lämpötilan käsittelyn vuoksi, mikä johtaa suurelle energiankulutukseen. Toinen yhteinen menetelmä on molybdeenioksidien termostaattinen vähentäminen hiilivetykaasujen seoksella H2: n tai aromaattisten yhdisteiden kanssa.
Tämä menetelmä tarvitsee vähemmän energiaa, mutta se vaatii lisääntyneitä turvatoimenpiteitä räjähtävien kaasujen käytön vuoksi. Lisäksi molemmissa menetelmillä molybdeenikarbidin pinnalla muodostetaan hiilikalvo, joka estää osan katalyyttisesti aktiivisista keskuksista ja siten vähentää materiaalin käytön tehokkuutta. Siksi tutkijat etsivät muita menetelmiä synteesiään.
PCTU: ssa ehdotetaan molybdeenikarbidia, joka on saatavana käyttämällä menetelmällä nestemäisen faasin synteesiä molybdeenin sinisen (molybdeenin ja hapen klusteriyhdisteiden ns. Dispersio). Työssä tutkijat tekivät MO2C: n synteesin useissa vaiheissa. Aluksi he saivat molybdeenin sinistä itse ammonium-heptamolibdate liuoksen askorbiinihapon pienentämisen suolahapon läsnä ollessa.
Ja sitten molybdeenin sininen kuivattiin ja termisesti hajotettiin 750-800 asteen lämpötilassa, minkä seurauksena muodostui molybdeenikarbidia. "Tieteellisen ryhmän tekemän työn tärkein ero on integroitu lähestymistapa", toteaa yhden työn tekijän, PCTU: n kolloidikemian, Natalia Gavrilovan kolloidikemian konsernin apulaisprofessori.
Itse asiassa emme ole pelkästään mukana erittäin dispergoitujen hiukkasten synteesissä, mutta tutkimme jokaisen katalyyttisten järjestelmien jokaisen vaiheen, joka mahdollistaa tärkeimpien peruskuvien määrittämisen tuotteen syntetisoimiseksi määritetyillä ominaisuuksilla - eli molybdeenikarbidilla Korkea katalyyttinen aktiivisuus. "
Työssä tutkijat muuttivat molybdeenin sisältävän aineen ja pelkistävän aineen suhdetta synteesin ensimmäisessä vaiheessa ja tutkivat molempien tuloksena olevan molybdeenin sinisen ja molybdeenikarbidin rakennetta, joka syntetisoituu myöhemmin väriaineesta. MO2C: n katalyyttistä aktiivisuutta arvioitiin johtamalla metaanisen CH4: n (maakaasun pääkomponentin) ja CO2: n muuntamisen reaktio H2: n, CO: n ja H2O: n kaasumaiseksi seokseksi, eli synteesikaasu.
On osoitettu, että jo 850 asteen lämpötilassa metaanikonversio on 100 prosenttia ja näytteet syntetisoidaan korkeimmalla katalyyttisellä aktiivisuudella, joka syntetisoituu alhaisella vähennyslaitteella alkuperäisessä seoksessa: niiden kanssa muuntaminen CH4 ja CO2 synteesikaasussa tapahtuu.
Siksi tutkijat totesivat, että katalyytin rakenteen ja koostumuksen muodostumisen tärkein rooli toistaa pelkistin ja muuttamalla sen sisältöä lähteen dispergoiduissa järjestelmissä, on mahdollista saada erilaisia molybdeenikarbidin modifikaatioita ja säätää huokoista rakennetta katalysaattori.
Kehitetty synteesi-menetelmä nousee suhteellisen alhaisissa lämpötiloissa (verrattuna perinteisiin menetelmiin) ja syntetisoitua MO2C: lla on suuri katalyyttinen aktiivisuus, joka avaa kyvyn käyttää tätä menetelmää saadakseen massiivisia katalyyttejä kantaja- ja katalyyttisille kalvoille eri tehtävistä - mukaan lukien maakaasun muuntaminen.
Lähde: Alasti tiede