在PCTU中獲得了一種用於氫氣產生的新的鉬催化劑

Anonim
在PCTU中獲得了一種用於氫氣產生的新的鉬催化劑 2363_1
在PCTU中獲得了一種用於氫氣產生的新的鉬催化劑

工作的結果在納米材料雜誌中公佈。在氫氣燃燒過程中,未形成溫室氣體,並且在其基礎上運行的燃料電池以非常高的效率產生電力,因此氫氣被認為是非常有前途的燃料。

其現代化的工業生產基於天然氣的聯合轉換,與1000攝氏度的水蒸氣一起進行,但更環保的方法是甲烷的二氧化碳轉化率,其中兩個溫室氣體運轉一次 - CH4和CO2。遺憾的是,該方法中的蒸汽轉化催化劑停用並破壞,並且由於各種原因也不可能使用基於鉑族金屬(Pt,Pd,Rh)的通用催化劑。

二氧化碳轉化催化劑的有希望的候選者是碳化鉬(MO2C)。其涉及輕質烴的反應中的催化活性與鉑相當,價格低得多。此外,碳化鉬是耐常見的催化性毒藥 - 碳沉積物和含硫化合物,其使催化劑基於可持續的催化劑隨著長效的工作。然而,碳化鉬沒有分佈在自然界中,只能通過合成而獲得。

在PCTU中獲得了一種用於氫氣產生的新的鉬催化劑 2363_2
從鉬藍合成的碳化鉬結構。在掃描電子顯微鏡/©NaNOM材料/ MDPI上獲得的圖像

在傳統的冶金方法中,由於金屬和碳的長期溫度加工而合成,這導致大量能耗。另一種常見方法是用H 2或芳族化合物的烴氣體的混合物恆溫降低氧化鉬。

這種方法需要較少的能量,但由於使用爆炸性氣體,它需要提高的安全措施。另外,在碳化鉬表面上的兩種方法中,形成碳膜,其阻斷催化活性中心的一部分,從而降低了使用材料的效率。因此,科學家正在尋找其合成的其他方法。

在PCTU中,提出使用鉬藍的液相合成方法獲得碳化鉬(所謂的鉬簇化合物和氧氣的分散體)。在工作中,科學家在幾個階段進行了MO2C的合成。首先,由於在鹽酸存在下,抗壞血酸抗壞血酸的抗壞血酸的減少,它們本身接受了鉬的藍色。

然後將鉬藍乾燥並在750-800攝氏度的溫度下熱分解,結果是形成碳化鉬的結果。 “我們的科學集團開展的工作的主要區別是一種綜合方法,”工作部的作者之一是PCTU,Natalia Gavrilova的膠水化學系副教授。

事實上,我們不僅從事高度分散的顆粒的合成,而且研究了獲得催化系統的每個階段,該系統允許設定主要的基本模式,將產品合成具有指定性質的產品 - 即碳化鉬高催化活性。“

在該工作中,研究人員在合成的第一階段改變了含鉬的物質和還原劑的比例,並研究了所得鉬藍和碳化碳化鉬本身的結構,這些結構在染料之後合成。通過對H 2,CO和H 2 O的氣態混合物進行甲烷CH4(主要成分)和CO 2的反應來評價MO 2C的催化活性,即合成氣。

已經表明,已經在850攝氏度的溫度下,甲烷轉化程度為100%,並且用最高的催化活性合成的樣品,在初始混合物中以低還原劑的含量合成:隨著轉換合成氣中的CH 4和CO 2發生。

因此,科學家們發現,在催化劑的結構和質地的形成中主要作用起還原劑,並且通過改變源分散系統中的含量,可以獲得碳化碳化鉬的各種修飾並調節多孔結構催化劑。

合成的合成方法在相對低的溫度下(與傳統方法相比)流動,合成的MO2C具有高催化活性,這使得使用該方法獲得載體和各種任務催化膜上的大量催化劑的能力。包括轉化天然氣。

來源:裸體科學

閱讀更多