Hasil karya dipublikasikan di majalah nanomaterial. Selama pembakaran hidrogen, gas rumah kaca tidak terbentuk, dan sel bahan bakar beroperasi atas dasarnya menghasilkan listrik dengan efisiensi yang sangat tinggi, dan oleh karena itu hidrogen dianggap bahan bakar yang sangat menjanjikan.
Produksi industri modern didasarkan pada konversi gabungan gas alam bersama dengan uap air yang dilakukan pada 1000 derajat Celcius, tetapi metode yang lebih ramah lingkungan adalah konversi karbon dioksida metana, bahan baku di mana dua gas rumah kaca beroperasi sekaligus - CH4 dan CO2. Sayangnya, katalis konversi uap dalam proses ini dinonaktifkan dan dihancurkan, dan penggunaan katalis universal berdasarkan Logam Grup Platinum (PD, PD, RH) juga mustahil karena berbagai alasan.
Kandidat yang menjanjikan untuk katalis konversi karbon dioksida adalah molibdenum carbide (MO2C). Aktivitas katalitik dalam reaksi yang melibatkan hidrokarbon cahaya sebanding dengan platinum, dan harganya jauh lebih rendah. Selain itu, Molybdenum Carbide tahan terhadap racun katalitik umum - sedimen karbon dan senyawa yang mengandung sulfur, yang membuat katalis didasarkan pada hal itu berkelanjutan dengan pekerjaan yang panjang. Namun, molybdenum carbide tidak didistribusikan secara alami dan hanya dapat diperoleh dengan sintetis.
Dalam metode metalurgi tradisional, itu disintesis karena pemrosesan suhu jangka panjang logam dan karbon, yang mengarah pada konsumsi energi yang besar. Metode umum lainnya adalah pengurangan termostatik molybdenum oksida dengan campuran gas hidrokarbon dengan senyawa H2 atau aromatik.
Metode ini membutuhkan lebih sedikit energi, tetapi membutuhkan peningkatan langkah-langkah keamanan karena penggunaan gas-gas yang meledak. Selain itu, dalam kedua metode pada permukaan molybdenum carbide, film karbon terbentuk, yang menghalangi sebagian dari pusat-pusat aktif katalitik dan dengan demikian mengurangi efisiensi menggunakan bahan. Oleh karena itu, para ilmuwan mencari metode lain untuk sintesisnya.
Di PCTU, Molybdenum Carbide diusulkan untuk diperoleh dengan menggunakan metode sintesis fase cair dari molibdenum blue (disebarkan dispersi cluster senyawa molibdenum dan oksigen). Dalam pekerjaan itu, para ilmuwan melakukan sintesis MO2C dalam beberapa tahap. Pada awalnya mereka menerima molybdenum blue sendiri karena pengurangan larutan asam askorbat amonium heptamolibddate di hadapan asam klorida.
Dan kemudian Molybdenum Blue dikeringkan dan didekomposisi secara termal pada suhu 750-800 derajat Celcius, sebagai akibat dari mana molibdenum carbide terbentuk. "Perbedaan utama dari pekerjaan yang dilakukan oleh Grup Ilmiah kami adalah pendekatan yang terintegrasi," catat salah satu penulis pekerjaan, profesor associate dari departemen kimia Koloid PCTU, Natalia Gavrilova.
Bahkan, kami tidak hanya terlibat dalam sintesis partikel yang sangat tersebar, tetapi kami mempelajari setiap tahap untuk memperoleh sistem katalitik, yang memungkinkan, menetapkan pola fundamental utama, untuk mensintesis produk dengan sifat yang ditentukan - yaitu, molibdenum carbide dengan aktivitas katalitik tinggi. "
Dalam pekerjaan itu, para peneliti mengubah rasio zat yang mengandung molibdenum dan zat pereduksi pada tahap pertama sintesis dan mempelajari struktur molybdenum biru yang dihasilkan dan molibdenum carbide itu sendiri, yang disintesis kemudian dari pewarna. Aktivitas katalitik MO2C dievaluasi dengan melakukan reaksi konversi metana CH4 (komponen utama gas alam) dan CO2 menjadi campuran gas H2, CO dan H2O, yaitu, gas sintesis.
Telah ditunjukkan bahwa sudah pada suhu 850 derajat Celcius, tingkat konversi metana adalah 100 persen, dan sampel disintesis dengan aktivitas katalitik tertinggi, disintesis dengan kandungan yang rendah dari zat pereduksi dalam campuran awal: dengan mereka konversi CH4 dan CO2 dalam gas sintesis terjadi.
Dengan demikian, para ilmuwan menemukan bahwa peran utama dalam pembentukan struktur dan tekstur katalis memainkan zat pereduksi dan, dengan mengubah kontennya dalam sistem tersebar sumber, dimungkinkan untuk mendapatkan berbagai modifikasi molybdenum carbide dan menyesuaikan struktur berpori. katalis.
Metode sintesis yang dikembangkan mengalir pada suhu yang relatif rendah (dibandingkan dengan metode tradisional), dan MO2C yang disintesis memiliki aktivitas katalitik tinggi, yang membuka kemampuan untuk menggunakan metode ini untuk mendapatkan katalis besar pada pembawa dan membran katalitik untuk berbagai tugas - termasuk konversi gas alam.
Sumber: Ilmu telanjang