Os resultados do traballo publicáronse na revista Nanomaterials. Durante a combustión de hidróxeno, os gases de efecto invernadoiro non están formados, e as células de combustible que operan na súa base xeran electricidade con moi alta eficiencia e, polo tanto, o hidróxeno considérase combustible moi prometedor.
A súa produción industrial moderna está baseada nunha conversión conxunta de gas natural xunto cun vapor de auga realizado en 1000 graos centígrados, pero un método máis ecolóxico é unha conversión de dióxido de carbono de metano, a materia prima na que funciona dous gases de efecto invernadoiro á vez - CH4 e CO2. Desafortunadamente, os catalizadores de conversión de vapor neste proceso están desactivados e destruídos, eo uso de catalizadores universais baseados en metais de platino (PT, PD, RH) tamén é imposible por unha variedade de razóns.
Un candidato prometedor de catalizadores de conversión de dióxido de carbono é o carburo de Molybdenum (Mo2C). A súa actividade catalítica en reaccións que inclúen hidrocarburos lixeiros son comparables ao platino, eo prezo é moito menor. Ademais, o carburo de molibdeno é resistente aos poisos catalíticos comúns: sedimentos de carbono e compostos que conteñen xofre, o que fai que os catalizadores baseen nel sostenible con moito traballo. Non obstante, o carburo de molibdeno non está distribuído na natureza e só pode ser obtido por sintético.
No método metalúrxico tradicional, sintetízase debido ao procesamento de temperatura a longo prazo de metal e carbono, o que conduce ao gran consumo de enerxía. Outro método común é a redución termostática dos óxidos de molibdeno cunha mestura de gases de hidrocarburos con compostos h2 ou aromáticos.
Este método necesita menos enerxía, pero require un aumento das medidas de seguridade debido ao uso de gases explosivos. Ademais, en ambos métodos sobre a superficie do carburo de molibdeno, está formada unha película de carbono, que bloquea unha porción de centros catalíticamente activos e reduce así a eficiencia de usar o material. Polo tanto, os científicos están a buscar outros métodos para a súa síntese.
No PCTU, proponse o carburo de molibdeno que se pode obter mediante un método de síntese de fase líquido de azul de molibdeno (chamado dispersión de compostos de clúster de molibdeno e osíxeno). No traballo, os científicos realizaron a síntese de Mo2C en varias etapas. Ao principio recibiron o azul de molibdeno debido á redución da solución de heptamolibdato de amonio ácido ascórbico en presenza de ácido clorhídrico.
E entón o azul molibdeno foi secado e descomposto térmicamente a unha temperatura de 750-800 graos centígrados, como resultado de que se formou o carburo de molibdeno. "A principal diferenza do traballo realizado polo noso grupo científico é un enfoque integrado", Notas Un dos autores da obra, o profesor asociado do Departamento de Química Colloid de PCTU, Natalia Gavrilova.
De feito, non só estamos comprometidos na síntese de partículas altamente dispersas, senón que estudamos cada etapa de obter sistemas catalíticos, o que permite, establecendo os principais patróns fundamentais, para sintetizar o produto coas propiedades especificadas, é dicir, carburo de molibdeno con actividade catalítica alta. "
No traballo, os investigadores cambiaron a proporción de substancia que conteñen o molibdeno e o axente reductor na primeira etapa da síntese e estudou a estrutura do carburo de molibdeno e o carburo de molibdeno resultante, que se sintetiza máis tarde desde o colorante. A actividade catalítica de Mo2C foi evaluada mediante a realización da reacción da conversión do metano CH4 (compoñente principal do gas natural) e CO2 nunha mestura gaseosa de H2, CO e H2O, é dicir, o gas de síntese.
Demostrouse que xa a unha temperatura de 850 graos centígrados, o grao de conversión de metano é do 100 por cento e as mostras sintetizadas coa maior actividade catalítica, sintetizada cun baixo contido do axente reductor na mestura inicial: con eles a conversión Ocorre CH4 e CO2 en síntese de gas.
Así, os científicos descubriron que o papel principal na formación da estrutura e textura do catalizador interpreta ao axente reductor e, ao cambiar o seu contido nos sistemas de orixe dispersos, é posible obter varias modificacións de carburo de molibdeno e axustar a estrutura porosa do catalizador.
O método de síntese desenvolvido flúe a temperaturas relativamente baixas (en comparación cos métodos tradicionais) e a Mo2C sintetizada ten unha alta actividade catalítica, que abre a capacidade de usar este método para obter catalizadores masivos sobre a transportista e as membranas catalíticas para varias tarefas. incluíndo a conversión de gas natural.
Fonte: ciencia espida