Ang mga resulta ng trabaho ay na-publish sa Nanomaterials magazine. Sa panahon ng pagkasunog ng hydrogen, ang greenhouse gases ay hindi nabuo, at ang mga cell ng gasolina na tumatakbo sa batayan nito ay bumubuo ng kuryente na may napakataas na kahusayan, at samakatuwid ang hydrogen ay itinuturing na napaka-promising fuel.
Ang modernong pang-industriya na produksyon ay batay sa isang pinagsamang conversion ng natural na gas kasama ang isang singaw ng tubig na isinasagawa sa 1000 degrees Celsius, ngunit ang isang mas eco-friendly na paraan ay isang carbon dioxide conversion ng methane, ang raw na materyales kung saan ang dalawang greenhouse gas ay nagpapatakbo nang sabay-sabay - CH4 at CO2. Sa kasamaang palad, ang mga catalyst ng conversion ng steam sa prosesong ito ay naka-deactivate at nawasak, at ang paggamit ng Universal Catalysts batay sa Platinum Group Metals (PT, PD, RH) ay imposible din para sa iba't ibang mga kadahilanan.
Ang isang promising kandidato para sa carbon dioxide conversion catalysts ay molybdenum carbide (MO2C). Ang catalytic na aktibidad nito sa mga reaksyon na kinasasangkutan ng mga light hydrocarbons ay maihahambing sa platinum, at ang presyo ay mas mababa. Bilang karagdagan, ang molybdenum carbide ay lumalaban sa mga karaniwang catalytic poisons - carbon sediments at sulfur-containing compounds, na gumagawa ng catalysts batay dito sustainable sa mahabang trabaho. Gayunpaman, ang molibdenum carbide ay hindi ipinamamahagi sa kalikasan at maaari lamang makuha sa pamamagitan ng sintetiko.
Sa tradisyonal na paraan ng metalurhiko, ito ay na-synthesized dahil sa pang-matagalang temperatura pagproseso ng metal at carbon, na humahantong sa malaking enerhiya consumption. Ang isa pang pangkaraniwang pamamaraan ay ang termostatic reduction ng molibdenum oxides na may halo ng hydrocarbon gases na may H2 o aromatic compounds.
Ang pamamaraang ito ay nangangailangan ng mas kaunting enerhiya, ngunit nangangailangan ito ng mas mataas na mga panukalang panseguridad dahil sa paggamit ng mga paputok na gas. Bilang karagdagan, sa parehong mga pamamaraan sa ibabaw ng molibdenum carbide, ang isang carbon film ay nabuo, na hinaharangan ang isang bahagi ng catalytically active centers at sa gayon ay binabawasan ang kahusayan ng paggamit ng materyal. Samakatuwid, hinahanap ng mga siyentipiko ang iba pang mga pamamaraan para sa pagbubuo nito.
Sa PCTU, ang molibdenum carbide ay iminungkahi na makuha gamit ang isang paraan ng likido-phase synthesis ng molibdenum blue (tinatawag na pagpapakalat ng cluster compounds ng molybdenum at oxygen). Sa trabaho, ginanap ng mga siyentipiko ang pagbubuo ng MO2C sa maraming yugto. Sa una natanggap nila ang molibdenum blue ang kanilang sarili dahil sa pagbabawas ng ammonium heptamolibdate solution ascorbic acid sa pagkakaroon ng hydrochloric acid.
At pagkatapos ay ang molibdenum blue ay tuyo at thermally decomposed sa isang temperatura ng 750-800 degrees Celsius, bilang isang resulta ng kung saan ang molibdenum karbid ay nabuo. "Ang pangunahing pagkakaiba ng trabaho na isinagawa ng aming grupo ng siyentipiko ay isang pinagsamang diskarte," ang sabi ng isa sa mga may-akda ng trabaho, ang propesor ng Associate ng Kagawaran ng Colloid Chemistry ng PcTu, Natalia Gavrilova.
Sa katunayan, hindi lamang kami nakikibahagi sa synthesis ng mataas na dispersed particle, ngunit pinag-aaralan namin ang bawat yugto ng pagkuha ng mga catalytic system, na nagbibigay-daan, na nagtatakda ng pangunahing pangunahing mga pattern, upang i-synthesize ang produkto sa tinukoy na mga katangian - iyon ay, molibdenum karbid na may mataas na catalytic activity. "
Sa trabaho, binago ng mga mananaliksik ang ratio ng molibdenum na naglalaman ng substansiya at ang pagbawas ng ahente sa unang yugto ng pagbubuo at pinag-aralan ang istraktura ng parehong resultang molibdenum blue at molibdenum carbide mismo, na kung saan ay synthesized mamaya mula sa tinain. Ang catalytic activity ng MO2C ay sinusuri sa pamamagitan ng pagsasagawa ng reaksyon ng conversion ng methane CH4 (pangunahing bahagi ng natural gas) at CO2 sa isang puno ng gas na halo ng H2, CO at H2O, iyon ay, ang synthesis gas.
Ito ay ipinapakita na sa isang temperatura ng 850 degrees Celsius, ang antas ng mitein conversion ay 100 porsiyento, at mga sample synthesized na may pinakamataas na catalytic aktibidad, synthesized na may mababang nilalaman ng pagbawas ng ahente sa unang halo: sa kanila ang conversion Ang CH4 at CO2 sa synthesis gas ay nangyayari.
Kaya nalaman ng mga siyentipiko na ang pangunahing papel sa pagbuo ng istraktura at pagkakahabi ng katalista ay gumaganap ng pagbawas ng ahente at, sa pamamagitan ng pagbabago ng nilalaman nito sa pinagmulan ng mga sistema ng dispersed, posible na makakuha ng iba't ibang pagbabago ng molibdenum carbide at ayusin ang porous na istraktura ng katalista.
Ang binuo paraan ng pagbubuo daloy sa relatibong mababa ang temperatura (kumpara sa tradisyonal na mga pamamaraan), at ang synthesized MO2C ay may isang mataas na catalytic aktibidad, na bubukas up ang kakayahan upang gamitin ang paraan upang makakuha ng napakalaking catalysts sa carrier at catalytic membranes para sa iba't ibang mga gawain - kabilang ang conversion ng natural gas.
Pinagmulan: Naked Science.