USD 97.053

-0.27

EUR 105.2211

-0.22

Brent 72.68

+0.04

Природный газ 2.817

-0.01

2 мин
...

Российские ученые рекордно повысили скорость реакции получения водорода из муравьиной кислоты

Специалисты разрабатывают различные способы получения азотсодержащих углеродных наноматериалов.

Российские ученые рекордно повысили скорость реакции получения водорода из муравьиной кислоты

Источник: Институт катализа СО РАН

Москва, 14 мар - ИА Neftegaz.RU. Ученые ФИЦ Институт катализа СО РАН разработали способ получения водорода из муравьиной кислоты с помощью модифицированных азотом углеродных наноматериалов.
Об этом сообщила пресс-служба ФИЦ Институт катализа СО РАН.

Для любознательных напомним, что наноматериалы - это материалы, созданные с использованием наночастиц и/или посредством нанотехнологий, обладающие качественно новыми функциональными и эксплуатационными характеристиками, обусловленными присутствием наноразмерных частиц.
К наноматериалам относят объекты, один из геометрических размеров которых лежит в интервале от 1 до 100 нм.

Новый способ позволит:
  • рекордно повысить скорость реакции в 5 раз;
  • добиться практически полной селективности по водороду - 99.4%.
Специалисты ИК СО РАН разрабатывают различные способы получения азотсодержащих углеродных наноматериалов, исследуют их физико-химические и каталитические свойства:
Уже успешно синтезируют азотсодержащие углеродные нановолокна со структурами:
  • рыбья кость;
  • колода карт;
  • бамбукоподобные нанотрубки.
Ученые в своей работе используют 2 основных подхода к синтезу азотсодержащих углеродных наноматериалов:
  • в 1м азот встраивается в углеродную структуру непосредственно в ходе роста самого материала и равномерно распределяется по всему объему;
  • во 2м случае гетероатом с помощью постобработки встраивается преимущественно во внешние графеновые слои исходного углеродного материала.
Азотсодержащие углеродные наноматериалы используют в качестве эффективных носителей для получения стабильных нанесенных катализаторов с мономолекулярной или атомарной дисперсностью. Высокодисперсные металлические катализаторы проявляют высокую активность в различных важных процессах, в т.ч. в разложении муравьиной кислоты.
Любопытно, что такая реакция важна для эффективного получения водорода для топливных элементов.
Специалисты смогли достичь рекордного роста скорости реакции в газофазной среде при температурах ниже 150°С.

Тезисы ведущего научного сотрудник Отдела гетерогенного катализа Института катализа СО РАН, д.х.н. О. Подъячевой:
  • благодаря методу постобработки мы можем значительно увеличить плотность азотных центров во внешних графеновых слоях углеродных нанотрубок;
  • на этих центрах эффективно закрепляется высокодисперсный палладий в виде наночастиц размером 1 нм и множества отдельных атомов;
  • в ходе постобработки формируются дополнительные поверхностные аминные группы, которые важны для протекания реакции;
  • за счет этого метода мы смогли увеличить скорость реакции в 5 раз (до ~ 0.5 с-1 при 125°С),
    • это самое высокое значение скорости газофазной реакции для такого типа катализаторов;
  • достигли увеличения селективности по водороду в 99.4%;
    • в случае использования обычных углеродных наноматериалов она не превышает 98%.
Отмечается, что полученные результаты опубликованы в профильном журнале Diamond and Related Materials и вынесены на обложку журнала.

В настоящее время ученые исследуют разложение муравьиной кислоты в жидкой среде при комнатной температуре.
Использование такой кислоты, синтезированной из возобновляемых источников, и проведение реакции при комнатной температуре делает процесс получения водорода более энергоэффективным и экономически целесообразным.
Получаемый водород без примесей монооксида углерода может в перспективе применяться в процессах, которые разрабатывают в Центре компетенций НТИ Водород как основа низкоуглеродной экономики.

Ранее ученые ФИЦ Институт катализа СО РАН искали эффективные катализаторы и оптимальные условия для переработки пиролизной жидкости из коммунальных иловых осадков.
Данную жидкость рассматривали как перспективное сырье для производства топлив и химической промышленности.
Переработка позволяет приблизить состав пиролизной жидкости к нефти, что дает возможность ее внедрения на нефтеперерабатывающие заводы (НПЗ).


Автор: П. Паршинова


Новости СМИ2




Подписывайтесь на канал Neftegaz.RU в Telegram