Rezultati dela so objavljeni v reviji nanomaterialov. Med zgorevanjem vodika, toplogrednih plinov niso oblikovani, in gorivne celice, ki delujejo na njeni osnovi, proizvajajo elektriko z zelo visoko učinkovitostjo, zato se vodik šteje za zelo obetavno gorivo.
Njegova sodobna industrijska proizvodnja temelji na skupnem pretvorbi zemeljskega plina skupaj z vodno paro, izvedeno na 1000 stopinj Celzija, vendar bolj okolju prijazna metoda je pretvorba ogljikovega dioksida metana, surovine, v kateri deluje dva toplogredna plina - CH4 in CO2. Na žalost so katalizatorji pare v tem procesu deaktivirani in uničeni, uporaba univerzalnih katalizatorjev, ki temeljijo na platinski skupini kovine (PT, PD, RH), ni mogoče iz različnih razlogov.
Obetavni kandidat za katalizatorje pretvorbe ogljikovega dioksida je molibdenski karbid (MO2C). Njegova katalitska aktivnost v reakcijah, ki vključujejo lahke ogljikovodike, je primerljiva s platino, cena pa je precej nižja. Poleg tega je molibdenski karbid odporen na skupne katalitske strupe - sedimenti ogljika in spojine, ki vsebujejo žveplo, ki omogočajo katalizatorje, ki temeljijo na njem trajnostne z dolgim delom. Vendar pa molibden karbid ni porazdeljen naravi in ga je mogoče dobiti samo s sintetičnim.
V tradicionalni metalurški metodi se sintetizira zaradi dolgotrajne temperaturne obdelave kovin in ogljika, kar vodi do velike porabe energije. Druga skupna metoda je termostatsko zmanjšanje molibdena oksidov z mešanico ogljikovodikov plinov s H2 ali aromatičnimi spojinami.
Ta metoda potrebuje manj energije, vendar zahteva večje varnostne ukrepe zaradi uporabe eksplozivnih plinov. Poleg tega se v obeh metodah na površini molibdena karbida oblikuje ogljikov film, ki blokira del katalitsko aktivnih centrov in s tem zmanjšuje učinkovitost uporabe materiala. Zato znanstveniki iščejo druge metode za svojo sintezo.
V PCTU je predlagan molibdenski karbid, ki ga je treba pridobiti z metodo sinteze tekočega faze molibdena modre (tako imenovane razpršenosti kasetnih spojin molibdena in kisika). V delu so znanstveniki izvajali sintezo MA2C v več fazah. Sprva so se zaradi znižanja raztopine amonijevega heptamolibdata prejeli molibdenovo modro zaradi zmanjšanja raztopine amonijevega heptamolibdata v prisotnosti klorovodikove kisline.
In nato molibdenovo modro posušimo in toplotno razgradimo pri temperaturi 750-800 stopinj Celzija, zaradi česar je bil oblikovan molibdenov karbid. "Glavna razlika dela, ki jo je opravila naša znanstvena skupina, je integriran pristop," je seznanjen z enim od avtorjev dela, izrednega profesorja oddelka za koloidne kemije PCTU, Natalia Gavrilova.
Pravzaprav se ne ukvarjamo le v sintezo zelo razpršenih delcev, vendar smo preučevali vsako stopnjo pridobivanja katalizatov, ki omogoča, da nastavite glavne temeljne vzorce, za sintetizacijo izdelka z določenimi lastnostmi - to je, molibdenski karbid z Visoka katalitska aktivnost. "
Pri delu so raziskovalci spremenili razmerje med snovjo, ki vsebujejo molibdenovo in redukcijsko sredstvo na prvi stopnji sinteze in preučevali strukturo tako nastalega molibdena modrega modrega in molibdena karbida, ki se kasneje sintetizira po barvi. Katalitska aktivnost MO2C je bila ovrednotena z izvajanjem reakcije pretvorbe metana CH4 (glavna sestavina zemeljskega plina) in CO2 v plinasto zmes H2, CO in H2O, to je sintezni plin.
Pokazalo se je, da je že pri temperaturi 850 stopinj Celzija, stopnja pretvorbe metana 100 odstotkov, vzorci, ki se sintetizirajo z najvišjo katalitsko aktivnostjo, sintetiziramo z nizko vsebnostjo redukcijskega sredstva v začetni zmesi: z njimi je pretvorba CH4 in CO2 v sintezo plina se pojavita.
Tako so znanstveniki ugotovili, da je glavna vloga pri oblikovanju strukture in teksture katalizatorja igra redukcijsko sredstvo in s spremembo njene vsebine v virnem razpršenih sistemih je mogoče pridobiti različne spremembe molibdena karbida in prilagoditi porozno strukturo katalizatorja.
Razvita metoda sinteznih tokov pri relativno nizkih temperaturah (v primerjavi s tradicionalnimi metodami) in sintetizirani MO2C ima visoko katalitsko aktivnost, ki odpira sposobnost uporabe te metode za pridobitev množičnih katalizatorjev na nosilnih in katalitskih membranah za različne naloge - vključno s pretvorbo zemeljskega plina.
Vir: Naked Science