Hasil kerja diterbitkan dalam majalah Nanomaterials. Semasa pembakaran hidrogen, gas rumah hijau tidak terbentuk, dan sel bahan api yang beroperasi atas dasarnya menjana elektrik dengan kecekapan yang sangat tinggi, dan oleh itu hidrogen dianggap sebagai bahan api yang sangat menjanjikan.
Pengeluaran perindustrian modennya didasarkan pada penukaran bersama gas asli bersama-sama dengan wap air yang dijalankan pada 1000 darjah Celsius, tetapi kaedah yang lebih mesra alam adalah penukaran karbon dioksida metana, bahan mentah di mana dua gas rumah hijau beroperasi sekaligus - CH4 dan CO2. Malangnya, pemangkin penukaran stim dalam proses ini dinyahaktifkan dan dimusnahkan, dan penggunaan pemangkin sejagat berdasarkan logam kumpulan platinum (PT, PD, RH) juga mustahil untuk pelbagai sebab.
Calon yang menjanjikan untuk pemangkin penukaran karbon dioksida adalah Molybdenum Carbide (MO2C). Aktiviti pemangkinnya dalam tindak balas yang melibatkan hidrokarbon cahaya adalah setanding dengan platinum, dan harganya jauh lebih rendah. Di samping itu, molybdenum karbida tahan terhadap racun pemangkin biasa - sedimen karbon dan sebatian yang mengandungi sulfur, yang menjadikan pemangkin berdasarkannya yang mampan dengan kerja yang panjang. Walau bagaimanapun, molibdenum karbida tidak diagihkan secara alamiah dan hanya boleh diperolehi oleh sintetik.
Dalam kaedah metalurgi tradisional, ia disintesis kerana pemprosesan suhu jangka panjang logam dan karbon, yang membawa kepada penggunaan tenaga yang besar. Satu lagi kaedah biasa ialah pengurangan termostatik oksida molibdenum dengan campuran gas hidrokarbon dengan sebatian H2 atau aromatik.
Kaedah ini memerlukan tenaga yang kurang, tetapi ia memerlukan peningkatan langkah-langkah keselamatan akibat penggunaan gas peledak. Di samping itu, dalam kedua-dua kaedah di permukaan karbida molibdenum, sebuah filem karbon terbentuk, yang menghalang sebahagian daripada pusat-pusat aktif katalistikal dan dengan itu mengurangkan kecekapan menggunakan bahan tersebut. Oleh itu, saintis mencari kaedah lain untuk sintesisnya.
Di dalam PCTU, Molybdenum Carbide dicadangkan untuk diperoleh menggunakan kaedah sintesis fasa cecair Molibdenum Blue (yang disebut penyebaran sebatian cluster molibdenum dan oksigen). Dalam kerja, saintis melakukan sintesis MO2C dalam beberapa peringkat. Pada mulanya mereka menerima molibdenum biru sendiri kerana pengurangan larutan ammonium heptamoLibdate ascorbic asid dengan kehadiran asid hidroklorik.
Dan kemudian Molibdenum Blue telah dikeringkan dan termal terurai pada suhu 750-800 darjah Celsius, sebagai hasil dari mana karbida molibdenum terbentuk. "Perbezaan utama kerja yang dijalankan oleh kumpulan saintifik kami adalah pendekatan bersepadu," kata salah seorang penulis kerja, Profesor Madya Jabatan Kimia Kolaban PCTU, Natalia Gavrilova.
Malah, kita bukan sahaja terlibat dalam sintesis zarah yang sangat disebarkan, tetapi kita mengkaji setiap peringkat untuk mendapatkan sistem pemangkin, yang membolehkan, menetapkan corak asas utama, untuk mensintesis produk dengan sifat yang ditentukan - iaitu, molibdenum karbida dengan aktiviti pematalytic yang tinggi. "
Dalam kerja itu, para penyelidik mengubah nisbah bahan yang mengandungi molibdenum dan ejen pengurangan di peringkat pertama sintesis dan mengkaji struktur kedua-dua molibdenum yang dihasilkan biru dan molibdenum karbida itu sendiri, yang disintesis kemudian dari pewarna itu. Aktiviti pemangkin MO2C dinilai dengan menjalankan tindak balas penukaran metana CH4 (komponen utama gas asli) dan CO2 menjadi campuran gas H2, CO dan H2O, iaitu, sintesis gas.
Telah ditunjukkan bahawa sudah pada suhu 850 darjah Celcius, tahap penukaran metana adalah 100 peratus, dan sampel yang disintesis dengan aktiviti pemangkin tertinggi, disintesis dengan kandungan yang rendah dari agen pengurangan dalam campuran awal: dengan mereka penukaran CH4 dan CO2 dalam gas sintesis berlaku.
Oleh itu, para saintis mendapati bahawa peranan utama dalam pembentukan struktur dan tekstur pemangkin memainkan ejen pengurangan dan, dengan mengubah kandungannya dalam sistem yang disebarkan sumber, adalah mungkin untuk mendapatkan pelbagai pengubahsuaian molibdenum karbida dan menyesuaikan struktur berliang daripada pemangkin.
Kaedah maju aliran sintesis pada suhu yang agak rendah (berbanding dengan kaedah tradisional), dan yang disintesis MO2C mempunyai aktiviti pemangkin yang tinggi, yang membuka keupayaan untuk menggunakan kaedah ini untuk mendapatkan pemangkin besar-besaran mengenai membran pembawa dan pemangkin untuk pelbagai tugas - termasuk penukaran gas asli.
Sumber: Sains Naked