Сотрудники университета совместно с ИОНХ РАН им. Н.С. Курнакова разработали новые катализаторы для утилизации парниковых газов на основе гетерометаллических комплексов d- и f- элементов:

Сотрудники университета совместно с ИОНХ РАН им. Н.С. Курнакова разработали новые катализаторы для утилизации парниковых газов на основе гетерометаллических комплексов d- и f- элементов

Сотрудники Губкинского университета совместно с коллегами из ИОНХ РАН им. Н.С. Курнакова разработали новые катализаторы на основе гетерометаллических комплексов d- и f- элементов, за счет чего удается 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, такие, как водородсодержащие газы. Каталитическая переработка углекислого газа и метана в смесь водорода и монооксида углерода (синтез-газ) позволяет в дальнейшем получать более экологически чистые продукты нефтехимии – метанол, диметиловый эфир, углеводороды топливного назначения, не содержащие сернистых и азотистых соединений. Выделение водорода их 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.

От Губкинского университета в разработке приняли участие:

– руководитель проекта, ведущий научный сотрудник РГУ нефти и газа имени И.М. Губкина и ИОНХ РАН им. Н.С. Курнакова, д.х.н., проф. Алексей Локтев;

– главный научный сотрудник РГУ нефти и газа имени И.М. Губкина, академик РАН Алексей Дедов;

–научный сотрудник ИОНХ РАН им. Н.С. Курнакова, 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.