Нанотехнологическое сообщество Нанометр, все о нанотехнологиях
на первую страницу Новости Публикации Библиотека Галерея Сообщество Объявления Олимпиада ABC О проекте
 
  регистрация
помощь
 
Рис.1 Микрофотография частиц Pt-Ru и их распределение по размерам.
Рис.2 Слева - частицы смешанного строения, посередине - исследуемые частицы, справа - смесь частиц металлов.
Рис.3 Каталитическая активность наночастиц (связанная с процентным содержанием воды, полученной после окисления СО).
Рис.4 Схема реакций для различных механизмов "расщепления" молекулы кислорода.
Рис.5 РФА наночастиц до и после обжига.

Использование структур на основе Pt-Rh для селективного окисления СО.

Ключевые слова:  наночастицы, катализ

Опубликовал(а):  Бородинов Николай Сергеевич

07 апреля 2008

Большая часть производимого в настоящее время водорода является продуктом риформинга, т.е. каталитического дегидрирования углеводородов. При этом в качестве примеси образуется СО, который является ядом для топливных элементов. Соответственно, встает проблема селективного окисления СО. Традиционно эта и подобные ей проблемы решаются при помощи гетерогенных катализаторов.

Частицы, изученные авторами статьи, представляют собой ядро из родия, покрытое слоем платины. Размер частиц составил около 4,1 нм (Рис.1). Синтез сводится к осаждению платины на коллоид частиц родия. Обычные структуры, которые используются технологами, представляют собой частицы со смешанным составом поверхности (Рис.2). При этом на одном из металлов, обладающим большим сродством к кислороду, адсорбируется кислород , а на другом – СО, и в результате поверхностной реакции происходит окисление. В исследуемых авторами частицах принцип иной – он основан на взаимодействии между поверхностным слоем и ядром частицы.

Большое впечатление производит сравнение каталитической активности: температура полного окисления СО в струе водорода (концентрация СО – 1000 ед/млн) в случае платиновых частиц составляет 170оС, в случае смеси частиц металлов – 93оС, в случае частиц со смешанной поверхностью - 85оС, а для предлагаемых частиц – 30оС. (Рис.3).

В статье подробно рассмотрен механизм взаимодействия, проведено постадийное сравнение кинетики происходящих процессов для платиновых частиц и частиц исследуемого класса. Схема реакций представлена на Рис.4.

Заслуживает особого упоминания термическая стабильность частиц. Исследуемые частицы испытывались при 200оС, и в процессе проведения эксперимента (несколько часов) изменения каталитической активности замечено не было. Однако при обжиге при 500оС происходит изменение структуры, заключающееся в перемешивании слоев, что приводит к получению частиц ранее известного типа, обладающих менее высокой каталитической активностью. (Рис.5)

Статья опубликована в "Nature Materials", "Ru–Pt core–shell nanoparticles for preferential oxidation of carbon monoxide in hydrogen", doi:10.1038/nmat2156


Источник: Nature



Комментарии
Николай Сергеевич!
Окисление СО - это ведь горение с выделением энергии. А вот не следует ли разделить водород отдельно, а СО - отдельно? Потом его (СО) поиспользовать отдельно от использования водорода. Вот в старину были автомобили с газогенераторами СО как топлива. Так они (газогенераторы) работали при сжигании дров. Вот транжиры-то были. Страшнее паровоза!
Можно я тоже прокомментирую по сути:
(замучен ША )

"коллоид частиц родия"

РУТЕНИЯ! (Ru) В честь России, к слову, назван.

Родий - самый дорогой платиновый металл ,bb bbmbm(около 6800 рублей за грамм сейчас, в сравнении с 1500 за платину), прятать родий в "ядро" не рационально.
Рутений же значительно дешевле платины (около 300 рублей за грамм), так что сделать хорошую частицу: Ru@Pt - весьма и весьма разумно.

И, чтобы быть жутко дотошным, правильно:
"коллоидные частицы"

Алексею Евгениевичу: ( )
СО - сильный каталический яд в силу того, что он мощный лиганд, жестоко блокирующий каталитические центры.
Так что проблема остается даже после хорошего физико-химического разделения, и важно удалять СО полностью.
Значит риформинг-дорогой процесс и ведёт нас в тупик по дороге к водородной энергетике. От него-то и следует отказаться, возможно, ещё после парочки подобных вышеописанному исследований.
Согласен, что риформинг вряд ли поможет водородной энергетике. Так вроде как и пускают этот водород в основном на "внутренние" нефтехимические нужды: всякие гидроочистки, гидрирование, гидрокрекинг...

Это авторы статьи "за уши" притянули эту мысль во вступительной части.

А водородной энергетике необходимо получение водорода на основе других источников энергии.

Для того чтобы оставить комментарий или оценить данную публикацию Вам необходимо войти на сайт под своим логином и паролем. Зарегистрироваться можно здесь

 

Весенние серебряные  цветы
Весенние серебряные цветы

Наносистемы: физика, химия, математика (2024, Т. 15, № 1)
Опубликован новый номер журнала "Наносистемы: физика, химия, математика". Ознакомиться с его содержанием, а также скачать необходимые Вам статьи можно по адресу: http://nanojournal.ifmo.ru/articles/volume15/15-1
Там же можно скачать номер журнала целиком.

Наносистемы: физика, химия, математика (2023, Т. 14, № 5)
Опубликован новый номер журнала "Наносистемы: физика, химия, математика". Ознакомиться с его содержанием, а также скачать необходимые Вам статьи можно по адресу: http://nanojournal.ifmo.ru/articles/volume14/14-5
Там же можно скачать номер журнала целиком.

Наносистемы: физика, химия, математика (2023, Т. 14, № 4)
Опубликован новый номер журнала "Наносистемы: физика, химия, математика". Ознакомиться с его содержанием, а также скачать необходимые Вам статьи можно по адресу: http://nanojournal.ifmo.ru/articles/volume14/14-4
Там же можно скачать номер журнала целиком.

Материалы к защитам магистерских квалификационных работ на ФНМ МГУ в 2023 году
коллектив авторов
30 мая - 01 июня пройдут защиты магистерских квалификационных работ выпускниками Факультета наук о материалах МГУ имени М.В.Ломоносова.

Материалы к защитам выпускных квалификационных работ бакалавров ФНМ МГУ 2022
Коллектив авторов
Материалы к защитам выпускных квалификационных работ бакалавров ФНМ МГУ 2022 содержат следующую информацию:
• Подготовка бакалавров на факультете наук о материалах МГУ
• Состав Государственной Экзаменационной Комиссии
• Расписание защит выпускных квалификационных работ бакалавров
• Аннотации квалификационных работ бакалавров

Эра технопредпринимательства

В эпоху коронавируса и борьбы с ним в существенной степени меняется парадигма выполнения творческих работ и ведения бизнеса, в той или иной мере касаясь привлечения новых типов дистанционного взаимодействия, использования виртуальной реальности и элементов искусственного интеллекта, продвинутого сетевого маркетинга, использования современных информационных технологий и инновационных подходов. В этих условиях важным является, насколько само общество готово к использованию этих новых технологий и как оно их воспринимает. Данной проблеме и посвящен этот небольшой опрос, мы будет рады, если Вы уделите ему пару минут и ответите на наши вопросы.

Технопредпринимательство в эпоху COVID-19

Небольшой опрос о том, как изменились подходы современного предпринимательства в контексте новых и возникающих форм ведения бизнеса, онлайн образования, дистанционных форм взаимодействия и коворкинга в эпоху пандемии COVID - 19.

Технонано

Технопредпринимательство - идея, которая принесет свои плоды при бережном культивировании и взращивании. И наша наноолимпиада, и Наноград от Школьной Лиги РОСНАНО, и проект Стемфорд, и другие замечательные инициативы - важные шаги на пути реализации этой и других идей, связанных с развитием новых высоких технологий в нашей стране и привлечением молодых талантов в эту вполне стратегическую область. Ниже приведен небольшой опрос, который позволит и нам, и вам понять, а что все же значит этот модный термин, и какова его суть.



 
Сайт создан в 2006 году совместными усилиями группы сотрудников и выпускников ФНМ МГУ.
Сайт модернизирован для ресурсной поддержки проектной деятельности учащихся в рамках ГК 16.647.12.2059 (МОН РФ)
Частичное или полное копирование материалов сайта возможно. Но прежде чем это делать ознакомьтесь с инструкцией.