Darbo rezultatai skelbiami Nanomedžiagų žurnale. Vandenilio degimo metu šiltnamio efektą sukeliančios dujos nesudaromos ir kuro elementai, veikiantys jos pagrindu, sukuria elektros energiją su labai dideliu efektyvumu, todėl vandenilis laikomas labai perspektyviu kuru.
Jos moderni pramoninė gamyba grindžiama bendra gamtinių dujų konvertavimo kartu su vandens garais, atliktais 1000 laipsnių Celsijaus, tačiau ekologiškesnis metodas yra anglies dioksido metano konvertavimas, žaliava, kurioje dvi šiltnamio efektą sukeliančios dujos veikia vienu metu - CH4 ir CO2. Deja, garo konversijos katalizatoriai šiame procese yra išjungiami ir sunaikinti, o universaliųjų katalizatorių naudojimas, pagrįstas platinos grupės metalais (PT, PD, RH), taip pat neįmanoma dėl įvairių priežasčių.
Perspektyvus kandidatas į anglies dioksido konversijos katalizatorius yra molibdeno karbidas (MO2C). Jo katalizinė veikla reakcijoms, susijusioms su šviesiais angliavandeniliais, yra panaši į platiną, o kaina yra daug mažesnė. Be to, molibdeno karbidas yra atsparus bendriems kataliziniams poisonams - anglies nuosėdoms ir sieros turinčioms junginiams, todėl katalizatoriai yra tvarūs su ilgais darbais. Tačiau molibdeno karbidas nėra platinamas pobūdžiui ir gali būti gaunamas tik sintetiniu būdu.
Tradiciniu metalurginiu metodu jis sintezuojamas dėl ilgalaikio metalo ir anglies temperatūros apdorojimo, kuris lemia didelį energijos suvartojimą. Kitas bendras metodas yra termostatinis molibdeno oksidų sumažinimas su angliavandenilių dujų mišiniu su H2 arba aromatiniais junginiais.
Šį metodą reikia mažiau energijos, tačiau tam reikia didesnių saugumo priemonių dėl sprogių dujų naudojimo. Be to, abiejuose Molibdeno karbido paviršiaus metoduose susidaro anglies plėvelė, kuri blokuoja kataliziškai aktyvių centrų dalį ir taip sumažina medžiagos naudojimo efektyvumą. Todėl mokslininkai ieško kitų metodų savo sintezei.
PCTU, Molibdeno karbidas siūloma būti gaunamas naudojant skysto fazės sintezės molibdeno mėlynos (vadinamąjį dispersijos Cluster junginių molibdeno ir deguonies) metodą. Darbe mokslininkai atliko MO2C sintezę keliais etapais. Iš pradžių jie gavo molibdeno mėlyną patys dėl amonio heptamolibdato tirpalo askorbo rūgšties, esant druskos rūgšties akivaizdoje.
Ir tada molibdeno mėlyna buvo išdžiovinta ir termiškai suskaidoma 750-800 laipsnių Celsijaus temperatūroje, dėl kurių buvo suformuota molibdeno karbidas. "Pagrindinis mūsų mokslo grupės atlikto darbo skirtumas yra integruotas požiūris", - atkreipia dėmesį į vieną iš Darbo autorių, PCTU koloidinės chemijos katedros docentas Natalija Gavrilova.
Tiesą sakant, mes ne tik užsiimame labai išsklaidytų dalelių sintezę, tačiau mes ištirti kiekvieną katalizinių sistemų, kurios leidžia, nustatyti pagrindinius pagrindinius modelius, sintezuoti produktą su nurodytomis savybėmis - tai yra, molibdeno karbidas su didelė katalizinė veikla. "
Darbe mokslininkai pakeitė molibdeno turinčios medžiagos ir redukuojančio agento santykį pirmame sintezės etape ir studijavo paties molibdeno mėlynos ir molibdeno karbido struktūrą, kuri vėliau sintetinama nuo dažų. MO2C katalizinė veikla buvo vertinama atliekant metano CH4 konversijos reakciją (pagrindinė gamtinių dujų komponentas) ir CO2 į dujinį mišinį H2, CO ir H2O, tai yra, sintezės dujos.
Buvo įrodyta, kad jau yra 850 laipsnių Celsijaus temperatūra, metano konversijos laipsnis yra 100 proc., O mėginiai sintezuojami su aukščiausia katalizine veikla, sintezuojama mažu mažinimo agento kiekiu pradiniame mišinyje: su jais konvertavimu CH4 ir CO2 sintezės dujos atsiranda.
Taigi mokslininkai nustatė, kad pagrindinis vaidmuo formuojant katalizatoriaus struktūrą ir tekstūrą atlieka mažinantį agentą ir keičiant jo turinį į šaltinį išsklaidytose sistemose, galima įsigyti įvairius molibdeno karbido pakeitimus ir reguliuoti akytą struktūrą katalizatoriaus.
Sukurtas sintezės srautų metodas santykinai žemoje temperatūroje (palyginti su tradiciniais metodais), o sintezuoti MO2C turi didelę katalizinę veiklą, kuri atveria galimybę naudoti šį metodą, kad gautų didelius vežėjo ir katalizinių membranų už įvairias užduotis. įskaitant gamtinių dujų konvertavimą.
Šaltinis: nuogas mokslas