Rezultati rada objavljeni su u časopisu Nanomaterijala. Tijekom izgaranja vodika, ne formiraju se staklenički plinovi, a gorive ćelije koje djeluju na svojoj osnovi stvaraju električnu energiju s vrlo visokom učinkovitošću, te se stoga vodik smatra vrlo obećavajućim gorivom.
Njegova moderna industrijska proizvodnja temelji se na zajedničkoj konverziji prirodnog plina zajedno s vodenom parom provedenom na 1000 stupnjeva Celzija, ali je ekološki prihvatljivija metoda konverzija metana ugljičnog dioksida, sirovina u kojoj dva staklenička plin odjednom djeluje odjednom - CH4 i CO2. Nažalost, katalizatori konverzije pare u ovom procesu su deaktivirani i uništeni, a korištenje univerzalnih katalizatora na bazi platinasto skupina metala (PT, Pd, RH) također je nemoguće iz različitih razloga.
Obećajni kandidat za ugljični dioksid konverzije katalizatora je molibden karbid (MO2C). Njegova katalitička aktivnost u reakcijama koje uključuju lagane ugljikovodike usporedive su s platinom, a cijena je mnogo niža. Osim toga, molibden karbid je otporan na uobičajene katalitičke otrove - ugljikovih sedimenata i spojeva koji sadrže sumpor, što čini katalizatore na temelju njega održivog s dugim radom. Međutim, molibden karbid nije distribuiran u prirodi i može se dobiti samo sintetičkim.
U tradicionalnoj metalurškoj metodi, sintetizira se zbog dugotrajne temperaturne obrade metala i ugljika, što dovodi do velike potrošnje energije. Druga uobičajena metoda je termostatski redukcija molibdena oksida sa smjesom ugljikovodičnih plinova s H2 ili aromatskim spojevima.
Ova metoda treba manje energije, ali zahtijeva povećane sigurnosne mjere zbog korištenja eksplozivnih plinova. Osim toga, u objema postupcima na površini polibibden karbida formira se ugljični film koji blokira dio katalitički aktivnih centara i time smanjuje učinkovitost korištenja materijala. Stoga znanstvenici traže druge metode za svoju sintezu.
U PCTU, molibden karbid se predlaže da se dobije metodom sinteze tekuće faze molibdenum plave (takozvana disperzija spojeva klastera molibdena i kisika). U radu su znanstvenici izvršili sintezu MO2C u nekoliko faza. Isprva su sami primili molibden plavu zbog smanjenja amonijevog heptamolibdat otopine askorbinske kiseline u prisutnosti klorovodične kiseline.
I tada se molibdenum plava osuši i toplinski razgradi na temperaturi od 750-800 stupnjeva Celzija, kao posljedica toga što je formiran polibibden karbid. "Glavna razlika rada koje je provela naša znanstvena skupina je integrirani pristup", primjećuje jedan od autora rada, izvanredni profesor Odjela za koloidnu kemiju PCTU-a, Natalia Gavrilova.
Zapravo, ne samo da smo uključeni u sintezu visoko dispergiranih čestica, već proučavamo svaku fazu dobivanja katalizatora, koji omogućuje, postavljanje glavnih temeljnih obrazaca, da sintetizira proizvod s navedenim svojstvima - to jest, molibden karbid s visoka katalitička aktivnost. "
U radu su istraživači promijenili omjer tvari koja sadrži molibden i redukcijsko sredstvo u prvoj fazi sinteze i proučavao je strukturu dobivenog molibdenum plave i molibdenum karbida, koji je sintetiziran kasnije iz boje. Katalitička aktivnost MO2C procijenjena je provođenjem reakcije konverzije metana CH4 (glavne komponente prirodnog plina) i CO2 u plinovitu smjesu H2, CO i H20, tj. Sinteza plin.
Pokazano je da je već na temperaturi od 850 stupnjeva Celzija, stupanj pretvorbe metana je 100 posto, a uzorci sintetizirani s najvišom katalitičkom aktivnošću, sintetizirani s niskim sadržajem redukcijskog sredstva u početnoj smjesi: s njima konverziju Dolazi do CH4 i CO2 u sinteznom plinu.
Dakle, znanstvenici su otkrili da glavna uloga u formiranju strukture i teksture katalizatora igra redukcijsko sredstvo i mijenjajući njegov sadržaj u sustavima raspršenim izvorom, moguće je dobiti različite modifikacije molibdenum karbida i prilagoditi poroznu strukturu katalizatora.
Razvijena metoda sinteze teče na relativno niskim temperaturama (u usporedbi s tradicionalnim metodama), a sintetizirani MO2C ima visoku katalitičku aktivnost, koja otvara mogućnost korištenja ove metode za dobivanje masivnih katalizatora na nosaču i katalitičkim membranama za različite zadatke - uključujući konverziju prirodnog plina.
Izvor: Gola znanost