Les résultats des travaux sont publiés dans le magazine Nanomaterials. Au cours de la combustion d'hydrogène, les gaz à effet de serre ne sont pas formés et les piles à combustible opérant sur sa base génèrent de l'électricité à très haute efficacité et donc l'hydrogène est considéré comme un carburant très prometteur.
Sa production industrielle moderne repose sur une conversion articulaire de gaz naturel avec une vapeur d'eau effectuée à 1000 degrés Celsius, mais une méthode plus respectueuse de l'environnement est une conversion de dioxyde de carbone de méthane, la matière première dans laquelle deux gaz à effet de serre fonctionnent à la fois - CH4 et CO2. Malheureusement, les catalyseurs de conversion de vapeur dans ce processus sont désactivés et détruits et l'utilisation de catalyseurs universels basés sur les métaux du groupe de platine (PT, PD, RH) est également impossible pour une variété de raisons.
Un candidat prometteur pour les catalyseurs de conversion de dioxyde de carbone est le carbure de molybdène (Mo2C). Son activité catalytique dans les réactions impliquant des hydrocarbures lumineuses est comparable au platine et le prix est beaucoup plus bas. De plus, le carbure de molybdène résistant aux poisons catalytiques courants - sédiments de carbone et composés contenant du soufre, qui rend les catalyseurs sur la base durable avec un long travail. Cependant, le carbure de molybdène n'est pas distribué dans la nature et ne peut être obtenu que par synthétique.
Dans la méthode métallurgique traditionnelle, il est synthétisé en raison du traitement de la température à long terme du métal et du carbone, ce qui entraîne une consommation d'énergie importante. Une autre méthode courante est la réduction thermostatique des oxydes de molybdène avec un mélange d'hydrocarbures avec des composés H2 ou aromatiques.
Cette méthode nécessite moins d'énergie, mais elle nécessite des mesures de sécurité accrues dues à l'utilisation de gaz explosifs. De plus, dans les deux procédés de la surface du carbure de molybdène, un film de carbone est formé, ce qui bloque une partie des centres actifs catalytiquement et réduit ainsi l'efficacité de l'utilisation du matériau. Par conséquent, les scientifiques recherchent d'autres méthodes pour sa synthèse.
Dans le pctu, on propose du carbure de molybdène à obtenir à l'aide d'une méthode de synthèse en phase liquide de bleu molybdène (appelé dispersion de composés de grappes de molybdène et d'oxygène). Dans le travail, les scientifiques ont effectué la synthèse de Mo2C en plusieurs étapes. Au début, ils ont reçu des bleus molybdenum eux-mêmes en raison de la réduction de l'acide ascorbique de solution d'ammonium heptamolibate en présence d'acide chlorhydrique.
Et puis le bleu molybdène a été séché et décomposé thermiquement à une température de 750-800 degrés Celsius, à la suite de laquelle le carbure de molybdène a été formé. "La principale différence des travaux effectués par notre groupe scientifique est une approche intégrée", note l'un des auteurs des travaux, professeur agrégé du département chimique de PCTU, Natalia Gavrilova.
En fait, nous sommes non seulement engagés dans la synthèse de particules hautement dispersées, mais nous étudions chaque étape d'obtention de systèmes catalytiques, ce qui permet, définissant les principaux modèles fondamentaux, pour synthétiser le produit avec les propriétés spécifiées - c'est-à-dire du carbure de molybdène avec activité catalytique élevée. "
Dans le travail, les chercheurs ont modifié le ratio de substance contenant de la molybdène et l'agent réducteur à la première étape de la synthèse et ont étudié la structure du bleu molybdène résultant du carbure de molybdène et du carbure de molybdène qui est synthétisé plus tard à partir du colorant. L'activité catalytique de Mo2C a été évaluée en effectuant la réaction de la conversion du méthane CH4 (composant principal du gaz naturel) et de CO2 dans un mélange gazeux de H2, CO et H2O, c'est-à-dire que le gaz de synthèse.
Il a été montré qu'à une température de 850 degrés Celsius, le degré de conversion de méthane est de 100% et des échantillons synthétisés avec une activité catalytique la plus élevée, synthétisé avec une faible teneur en agent réducteur dans le mélange initial: avec eux la conversion CH4 et CO2 en gaz de synthèse se produit.
Ainsi, les scientifiques ont constaté que le rôle principal dans la formation de la structure et de la texture du catalyseur joue l'agent réducteur et, en modifiant son contenu dans les systèmes dispersés à la source, il est possible d'obtenir diverses modifications du carbure de molybdène et d'ajuster la structure poreuse du catalyseur.
La méthode développée de synthèse s'écoule à des températures relativement basses (comparées aux méthodes traditionnelles) et le MO2C synthétisé a une activité catalytique élevée, qui ouvre la capacité d'utiliser cette méthode pour obtenir des catalyseurs massifs sur les membranes de support et de catalytique pour diverses tâches - y compris la conversion du gaz naturel.
Source: science nue