Российские ученые экспериментальным путем подобрали оптимальный размер наночастиц катализатора железо-кобальт. Открытие позволит получать экологически чистые моторные топлива с пониженным содержанием сернистых и азотистых соединений. Результаты исследования представлены в журнале Fuel.
Истощение нефтяных ресурсов, колебания цен на нефть и экологические проблемы, связанные с ее добычей, вынуждают ученых искать новые способы производства альтернативных видов чистого топлива. Синтез Фишера — Тропша — химическая реакция получения углеводородов из смеси CO и H2 (синтез-газа), перспективный вариант каталитического синтеза углеводородов. Синтез-газ получают из нефтяных альтернативных ресурсов, таких как природный газ, уголь и биомассы.
В роли катализатора этой реакции могут выступать определенные металлы: железо, никель, кобальт и рутений. По экономическим соображениям и технологическим характеристикам на эту роль более всего подходят железо и кобальт, причем ученые доказали, что совместное их использование повышает каталитическую активность и селективность итоговых продуктов. Исследователи НИТУ «МИСиС» и Института нефтехимического синтеза имени А. В. Топчиева РАН впервые провели ряд исследований, в результате которых был показан размерный эффект каталитической активности наночастиц Fe-Co в этом процессе и найден размер частиц, который обеспечивает самые высокие показатели катализа.
«Разработка новых отечественных катализаторов для нефтегазовой области критически важна для решения задач импортозамещения. Мы предложили одностадийный метод синтеза металл-углеродных катализаторов, заключающийся в одновременном формировании наночастиц сплава и углеродного носителя. В нашей работе впервые изучалось влияние размерного эффекта биметаллических наночастиц Fe-Co, равномерно распределенных в углеродном носителе, на каталитическую активность, выход и селективность продуктов синтеза Фишера — Тропша. В итоге мы выявили, что катализатор со средним размером частиц Fe-Co 10 нм демонстрирует наибольшую удельную активность, равную 126 мкмоль.CO / (г Fe-Co ⋅ с)», — говорит соавтор исследования Андрей Васильев.
Ранее размерное влияние нанесенных на углерод наночастиц сплава Fe–Co на удельную каталитическую активность, выход и селективность продуктов синтеза Фишера — Тропша нигде не изучалось и не описывалось. Синтетические топлива, полученные методом Фишера — Тропша, не содержат токсичных соединений серы и азота. Это выгодно отличает их по сравнению с топливом, получаемым традиционным путем.
Подписывайтесь на InScience.News в социальных сетях: ВКонтакте, Telegram.
Подписывайтесь на InScience.News в социальных сетях: ВКонтакте, Telegram, Одноклассники.
