Ученые университета совместно с ИОНХ РАН разработали новые катализаторы для утилизации парниковых газов
Сотрудники Губкинского университета совместно с коллегами из ИОНХ РАН разработали новые катализаторы на основе гетерометаллических комплексов d- и f- элементов, позволяющих целенаправленно воздействовать на селективность и стабильность катализаторов. Результаты работы, поддержанной грантом Российского научного фонда, будут опубликованы в журнале Ceramics International.
Утилизация парниковых газов – один из ключевых подходов к сохранению баланса окружающей среды при сохранении интенсивности технического прогресса. Благодаря новым технологиям открываются возможности сохранять баланс выбросов углекислого газа и его переработки в полезные продукты – водородсодержащие газы. Каталитическая переработка углекислого газа и метана в смесь водорода и монооксида углерода (синтез- газа) позволяет в дальнейшем получать более экологически чистые продукты нефтехимии – метанол, диметиловый эфир, углеводороды топливного назначения, не содержащие сернистых и азотистых соединений. Выделение водорода из водородсодержащего газа – путь к экологически чистому топливу будущего. Известные катализаторы получения водорода и монооксида углерода из метана и углекислого газа, как правило, содержат соединения никеля и кобальта, в том числе перовскитоподобной структуры.
Исследователи стремятся улучшить такие катализаторы, совершенствуя их состав и структурные особенности.
В разработке приняли участие:
– руководитель проекта, ведущий научный сотрудник РГУ нефти и газа (НИУ) имени И.М. Губкина и ИОНХ РАН, д.х.н., профессор Алексей Локтев;
– главный научный сотрудник РГУ нефти и газа (НИУ) имени И.М. Губкина, академик РАН Алексей Дедов;
– научный сотрудник ИОНХ РАН, к.х.н. Андрей Гавриков.
Разработанные новые катализаторы представляют собой перовскитоподобные материалы, полученные направленным термическим разложением специально синтезированных гетерометаллических комплексных соединений d- и f-элементов. Особенности строения исходных комплексов, процедура их предобработки и условия термического разложения определяют структурные характеристики, селективность и стабильность получаемых материалов в реакции превращения метан-углекислотной смеси в синтез-газ.
Авторы работы охарактеризовали свойства исходных комплексных соединений и разработанных катализаторов при помощи широкого набора современных физико- химических методов исследования: рентгеноструктурного и рентгенофазового анализа (для определения структуры и фазового состава), ИК-спектрометрии (для уточнения структуры металлокомплексов), масс-спектрометрии (для идентификации продуктов термолиза комплексов), просвечивающей электронной микроскопии высокого разрешения и локального рентгеноструктурного микроанализа (для определения текстурных характеристик катализаторов), термогравиметрии (для определения термического поведения комплексов и катализаторов). Также специалисты проверили эффективность катализаторов в реакциях превращения метан-углекислотной и метан-кислородной смесей в водород и монооксид углерода.
Использование катализаторов на основе специально синтезированных гетерометаллических комплексных соединений d- и f-элементов позволяет получать катализаторы, количественно превращающие парниковые газы в водородсодержащий газ, целенаправленно управляя селективностью и стабильностью катализаторов. Это связано с влиянием структуры и состава исходных комплексов, а также условий их предобработки и термолиза на структурные характеристики получаемых перовскитоподобных материалов.
Учебное заведение
