Darba rezultāti ir publicēti nanomateriālu žurnālā. Degšanas ūdeņradi laikā netiek veidotas siltumnīcefekta gāzes, un degvielas šūnas, kas darbojas uz tās pamata radīt elektroenerģiju ar ļoti augstu efektivitāti, un tāpēc ūdeņradi tiek uzskatīta par ļoti daudzsološu degvielu.
Tās modernā rūpnieciskā ražošana ir balstīta uz dabasgāzes kopīgu konversiju kopā ar ūdens tvaiku, kas veikts 1000 grādos pēc Celsija, bet vairāk videi draudzīga metode ir metāna oglekļa dioksīda pārveidošana, izejviela, kurā divas siltumnīcefekta gāzes darbojas uzreiz - CH4 un CO2. Diemžēl tvaika konversijas katalizatori šajā procesā ir deaktivizēti un iznīcināti, un universālo katalizatoru izmantošana, pamatojoties uz Platinum grupas metāliem (PT, PD, RH), ir neiespējami dažādu iemeslu dēļ.
Daudzsološs kandidāts oglekļa dioksīda konversijas katalizatoriem ir molibdēna karbīds (MO2C). Tās katalītiskā aktivitāte reakcijās, kas saistītas ar gaismas ogļūdeņražiem, ir salīdzināma ar platīnu, un cena ir daudz zemāka. Turklāt molibdēna karbīds ir izturīgs pret kopējiem katalītiskajiem indikatoriem - oglekļa sedimentiem un sēra saturošiem savienojumiem, kas padara katalizatorus, pamatojoties uz ilgtspējīgu ar ilgu darbu. Tomēr molibdēna karbīds nav izplatīts dabā, un to var iegūt tikai sintētiski.
Tradicionālajā metalurģijas metodē tā tiek sintezēta metāla un oglekļa ilgtermiņa apstrādes dēļ, kas noved pie liela enerģijas patēriņa. Vēl viena kopīga metode ir molibdēna oksīdu termostatiskā samazināšana ar ogļūdeņražu gāzu maisījumu ar H2 vai aromātiskiem savienojumiem.
Šai metodei ir vajadzīga mazāk enerģijas, bet tas prasa paaugstinātu drošības pasākumu dēļ sprādzienbīstamu gāzu izmantošanas dēļ. Turklāt abās metodēs uz molibdēna karbīda virsmas veidojas oglekļa plēve, kas bloķē daļu no katalibrām aktīviem centriem un tādējādi samazina materiāla izmantošanas efektivitāti. Tāpēc zinātnieki meklē citas metodes tās sintēzei.
PCTU molibdēna karbīds tiek ierosināts iegūt, izmantojot molibdēna zilā šķidruma-fāzes sintēzes metodi (tā saukto molibdēna un skābekļa klasteru savienojumu izkliedi). Darbā zinātnieki veica MO2C sintēzi vairākos posmos. Sākumā viņi saņēma molibdēnu zilā veidā, jo amonija heptamolibdāta asinsskābes samazināšana sālsskābes klātbūtnē.
Un tad molibdēna zilā krāsā tika žāvēti un termiski sadalīti 750-800 grādu temperatūrā pēc Celsija, kā rezultātā tika izveidota molibdēna karbīds. "Mūsu zinātniskās grupas veiktā darba galvenā atšķirība ir integrēta pieeja," atzīmē vienu no darba autoriem, PCTU koloīda ķīmijas departamenta asociētais profesors Natālija Gavrilova.
Patiesībā, mēs ne tikai nodarbojas ar sintēzi ļoti disperģētu daļiņu, bet mēs pētām katru posmu katalītiskās sistēmas, kas ļauj, nosakot galvenos pamata modeļus, sintezēt produktu ar norādītajām īpašībām - tas ir, molibdēna karbīda ar Augsta katalītiskā aktivitāte. "
Darbā pētnieki mainīja molibdēna saturošās vielas un samazināšanas līdzekļa attiecību sintēzes pirmajā posmā un pētīja abu rezultātu molibdēna zilā un molibdēna karbīda struktūru, kas ir sintezēta vēlāk no krāsvielas. MO2C katalītiskā aktivitāte tika novērtēta, veicot metāna CH4 (galvenās dabasgāzes galvenās sastāvdaļas) un CO2 reakciju uz gāzveida maisījumu H2, CO un H2O, tas ir, sintēzes gāze.
Ir pierādīts, ka jau temperatūrā 850 grādiem pēc Celsija, pakāpe metāna konversijas ir 100 procenti, un paraugi sintezēti ar augstāko katalītisko aktivitāti, sintezēta ar zemu saturu reducējošā aģenta sākotnējā maisījumā: ar viņiem reklāmguvumu CH4 un CO2 sintēzes gāzē notiek.
Tādējādi zinātnieki konstatēja, ka galvenā loma katalizatora struktūras un tekstūras veidošanā spēlē reducējošo aģentu un mainot tās saturu avota disperģētajās sistēmās, ir iespējams iegūt dažādus molibdēna karbīda modifikācijas un pielāgot poraino struktūru katalizatora.
Izstrādātā sintēzes plūsmu metode salīdzinoši zemā temperatūrā (salīdzinot ar tradicionālajām metodēm), un sintezētajam MO2C ir augsta katalītiska aktivitāte, kas paver spēju izmantot šo metodi, lai iegūtu masveida katalizatorus uz pārvadātāja un katalītisko membrānu dažādiem uzdevumiem - dažādiem uzdevumiem - ieskaitot dabasgāzes pārveidošanu.
Avots: Naked Science