Определены спирты, которые блокируют процесс переноса водорода

Исследование, проведенное учеными Центра компетенций Национальной технологической инициативы «Водород как основа низкоуглеродной экономики» на базе Института катализа СО РАН, сосредоточилось на использовании низших спиртов для реакций переноса водорода.

Это открыло новые горизонты в понимании процессов взаимодействия активных центров никелевых металлических катализаторов.

Ученые раскрыли механизм влияния низших спиртов на состояние активных центров, что является ключевым шагом в развитии эффективных технологий для запасания и транспортировки водорода. Полученные данные не только расширяют наше знание о возможностях применения катализаторов в реакциях переноса водорода, но и могут послужить основой для будущих инноваций в области энергетики и экологии.

Эти результаты исследования были опубликованы в престижном журнале Chinese Journal of Catalysis с высоким показателем Impact Factor (IF=16.5), подчеркивая их значимость и актуальность для научного сообщества.

Извлечение водорода из спиртов является перспективным направлением в разработке экологически чистых и безопасных источников энергии. Спирты, такие как метанол, этанол и 1-пропанол, представляют собой удобные доноры водорода, которые можно получить из растительной биомассы. Этот процесс не только эффективен, но и способствует снижению вредного воздействия на окружающую среду.

Никелевые катализаторы широко используются для извлечения водорода из спиртов из-за их высокой активности и доступности. Однако, исследования показали, что эти катализаторы могут потерять свою эффективность в зависимости от условий процесса. Ученые ИК СО РАН выявили универсальный механизм, по которому первичные спирты могут отравлять никелевые катализаторы, в то время как вторичные спирты способствуют более эффективному протеканию процесса.

Исследования в области применения спиртов для производства водорода продолжаются, и разработка новых катализаторов, способных эффективно работать с различными типами спиртов, может значительно улучшить процесс извлечения водорода и сделать его более устойчивым к различным условиям.

Исследования в области катализа на никелевых катализаторах продолжаются, и одним из важных выводов стало то, что первичные спирты не подходят для данного процесса. Этот вывод был сделан научным сотрудником отдела физико-химических методов исследования на атомно-молекулярном уровне (ОФХИ АМУ) ИК СО РАН к.х.н. Николаем Нестеровым. Он отметил, что использование первичных спиртов приводит к дезактивации катализатора из-за образования молекулы монооксида углерода.

С другой стороны, вторичные спирты, такие как 2-пропанол, оказались более подходящими для реакции переноса водорода и процесса гидрирования. Это открывает новые перспективы для использования спиртов в качестве источника водорода при проведении реакций гидрирования. Важно продолжать исследования в этом направлении, чтобы лучше понять механизмы реакций и оптимизировать процессы катализа.

Исследование, проведенное ученым, выявило, что при работе с первичными спиртами никелевые катализаторы подвергаются фазовым превращениям. Это приводит к образованию фазы карбида никеля и увеличению размера каталитически активных частиц металлического никеля, что в конечном итоге делает катализатор практически неактивным. Однако, при работе со вторичными спиртами никелевый катализатор не перестраивается и сохраняет свою активность на протяжении всего процесса.

Это открытие имеет важное значение для развития катализа и органической химии. По словам Олега Мартьянова, руководителя ОФХИ АМУ и замдиректора Института катализа СО РАН, данная работа является ярким примером синергии идей и знаний специалистов из различных областей. Группа ученых, начавшая работу под руководством Андрея Чибиряева, объединила экспертизу в области органической химии, катализа и физических методов исследования для достижения новых результатов и понимания процессов взаимодействия катализаторов с органическими соединениями.

Исследования, проведенные в институте под руководством Г. К. Борескова, подтверждают важность взаимодействия гетерогенных катализаторов с реакционной средой. Однако, для более глубокого понимания процессов катализа необходимо использовать комплекс взаимодополняющих методов исследования в режиме in situ. Это позволяет одновременно получать информацию о состоянии катализаторов и химических превращениях, происходящих в ходе реакции.

Ученый отметил, что перед научным сообществом стоит огромная задача в развитии этого направления исследований. Одним из ключевых аспектов будет изучение восстановительных превращений гетероатомных соединений тяжелых нефтей в низшие спирты. Это важный шаг к пониманию процессов катализа и оптимизации химических процессов в промышленности.

Новые исследования в области катализа и химических превращений открывают перед учеными множество перспектив. Развитие методов in situ позволяет более точно контролировать процессы и повышать эффективность катализа, что имеет важное значение для развития современных технологий и промышленности.

Источник и фото - nia.eco