काम के नतीजे नैनोमटेरियल पत्रिका में प्रकाशित होते हैं। हाइड्रोजन के दहन के दौरान, ग्रीनहाउस गैसों का गठन नहीं किया जाता है, और इसके आधार पर संचालित ईंधन कोशिकाएं बहुत अधिक दक्षता के साथ बिजली उत्पन्न करती हैं, और इसलिए हाइड्रोजन को बहुत ही आशाजनक ईंधन माना जाता है।
इसका आधुनिक औद्योगिक उत्पादन प्राकृतिक गैस के संयुक्त रूपांतरण पर आधारित है, जिसमें 1000 डिग्री सेल्सियस पर आयोजित एक पानी के वाष्प के साथ एक साथ है, लेकिन एक और पर्यावरण अनुकूल विधि मीथेन का कार्बन डाइऑक्साइड रूपांतरण है, कच्ची सामग्री जिसमें दो ग्रीनहाउस गैस एक बार में संचालित होती हैं - सीएच 4 और सीओ 2। दुर्भाग्यवश, इस प्रक्रिया में भाप रूपांतरण उत्प्रेरक निष्क्रिय और नष्ट कर दिए जाते हैं, और प्लैटिनम समूह धातुओं (पीटी, पीडी, आरएच) के आधार पर सार्वभौमिक उत्प्रेरक का उपयोग विभिन्न कारणों से भी असंभव है।
कार्बन डाइऑक्साइड रूपांतरण उत्प्रेरक के लिए एक आशाजनक उम्मीदवार मोलिब्डेनम कार्बाइड (एमओ 2 सी) है। प्रकाश हाइड्रोकार्बन शामिल प्रतिक्रियाओं में इसकी उत्प्रेरक गतिविधि प्लैटिनम के बराबर है, और कीमत बहुत कम है। इसके अलावा, मोलिब्डेनम कार्बाइड सामान्य उत्प्रेरक जहरों के लिए प्रतिरोधी है - कार्बन तलछट और सल्फर युक्त यौगिक, जो उत्प्रेरक को लंबे समय तक टिकाऊ के आधार पर बनाता है। हालांकि, मोलिब्डेनम कार्बाइड प्रकृति में वितरित नहीं किया जाता है और केवल सिंथेटिक द्वारा प्राप्त किया जा सकता है।
पारंपरिक धातुकर्म विधि में, यह धातु और कार्बन की लंबी अवधि के तापमान प्रसंस्करण के कारण संश्लेषित होता है, जिससे बड़ी ऊर्जा खपत होती है। एक और आम विधि एच 2 या सुगंधित यौगिकों के साथ हाइड्रोकार्बन गैसों के मिश्रण के साथ मोलिब्डेनम ऑक्साइड की थर्मोस्टैटिक कमी है।
इस विधि को कम ऊर्जा की आवश्यकता होती है, लेकिन विस्फोटक गैसों के उपयोग के कारण इसे सुरक्षा उपायों की आवश्यकता होती है। इसके अलावा, मोलिब्डेनम कार्बाइड की सतह पर दोनों विधियों में, एक कार्बन फिल्म बनती है, जो उत्प्रेरक रूप से सक्रिय केंद्रों के एक हिस्से को अवरुद्ध करती है और इस प्रकार सामग्री का उपयोग करने की दक्षता को कम करती है। इसलिए, वैज्ञानिक इसके संश्लेषण के लिए अन्य तरीकों की तलाश में हैं।
पीसीटीयू में, मोलिब्डेनम कार्बाइड मोलिब्डेनम ब्लू के तरल चरण संश्लेषण की विधि का उपयोग करके प्राप्त करने का प्रस्ताव है (मोलिब्डेनम और ऑक्सीजन के क्लस्टर यौगिकों के तथाकथित फैलाव)। काम में, वैज्ञानिकों ने कई चरणों में एमओ 2 सी के संश्लेषण का प्रदर्शन किया। सबसे पहले उन्हें हाइड्रोक्लोरिक एसिड की उपस्थिति में अमोनियम हेप्टामोलिबडेट समाधान एस्कॉर्बिक एसिड की कमी के कारण मोलिब्डेनम ब्लू मिला।
और फिर मोलिब्डेनम ब्लू को सूख लिया गया और 750-800 डिग्री सेल्सियस के तापमान पर थर्मल रूप से विघटित किया गया, जिसके परिणामस्वरूप मोलिब्डेनम कार्बाइड का गठन किया गया। "हमारे वैज्ञानिक समूह द्वारा किए गए कार्यों का मुख्य अंतर एक एकीकृत दृष्टिकोण है," काम के लेखकों में से एक, पीटीयू, नतालिया गेवारिलोवा के कोलोइड रसायन विभाग के सहयोगी प्रोफेसर।
वास्तव में, हम न केवल अत्यधिक फैले हुए कणों के संश्लेषण में लगे हुए हैं, बल्कि हम उत्प्रेरक प्रणालियों को प्राप्त करने के प्रत्येक चरण का अध्ययन करते हैं, जो मुख्य मौलिक पैटर्न की अनुमति देता है, निर्दिष्ट गुणों के साथ उत्पाद को संश्लेषित करने के लिए - वह है, मोलिब्डेनम कार्बाइड उच्च उत्प्रेरक गतिविधि। "
काम में, शोधकर्ताओं ने संश्लेषण के पहले चरण में मोलिब्डेनम युक्त पदार्थ और कम करने वाले एजेंट के अनुपात को बदल दिया और परिणामस्वरूप मोलिब्डेनम ब्लू और मोलिब्डेनम कार्बाइड दोनों की संरचना का अध्ययन किया, जिसे बाद में डाई से संश्लेषित किया जाता है। एमओ 2 सी की उत्प्रेरक गतिविधि का मूल्यांकन एच 2, सीओ और एच 2 ओ के गैसीय मिश्रण में मीथेन सीएच 4 (प्राकृतिक गैस के मुख्य घटक) और सीओ 2 के रूपांतरण की प्रतिक्रिया आयोजित किया गया था, जो संश्लेषण गैस है।
यह दिखाया गया है कि पहले से ही 850 डिग्री सेल्सियस के तापमान पर, मीथेन रूपांतरण की डिग्री 100 प्रतिशत है, और नमूने उच्चतम उत्प्रेरक गतिविधि के साथ संश्लेषित, प्रारंभिक मिश्रण में कम करने वाले एजेंट की कम सामग्री के साथ संश्लेषित: उनके साथ रूपांतरण संश्लेषण गैस में CH4 और CO2 होता है।
इस प्रकार, वैज्ञानिकों ने पाया कि उत्प्रेरक की संरचना और बनावट के गठन में मुख्य भूमिका कम करने वाले एजेंट को चलाती है और, स्रोत फैलाने वाले सिस्टम में अपनी सामग्री को बदलकर, मोलिब्डेनम कार्बाइड के विभिन्न संशोधन प्राप्त करना और छिद्रपूर्ण संरचना को समायोजित करना संभव है उत्प्रेरक का।
संश्लेषण की विकसित विधि अपेक्षाकृत कम तापमान (पारंपरिक तरीकों की तुलना में) पर बहती है, और संश्लेषित एमओ 2 सी में उच्च उत्प्रेरक गतिविधि होती है, जो विभिन्न कार्यों के लिए वाहक और उत्प्रेरक झिल्ली पर बड़े पैमाने पर उत्प्रेरक प्राप्त करने के लिए इस विधि का उपयोग करने की क्षमता को खोलती है - प्राकृतिक गैस के रूपांतरण सहित।
स्रोत: नग्न विज्ञान