«Изучение особенностей формирования боридов кобальта в реакционной среде комплексных гидридов (NaBH4, nh3BH3) и изучение их каталити - davaiknam.ru o_O
Главная
Поиск по ключевым словам:
страница 1
Похожие работы
Название работы Кол-во страниц Размер
Исследовательская работа Изучение адсорбционных свойств -Feooh газохроматографическим... 1 323.72kb.
Кочкаров жамал ахматович 1 134.92kb.
Урок географии в 7 классе тихий океан цель урока: Изучение особенностей... 1 69.56kb.
План воспитательной работы с учащимися классного коллектива 5 б класса 1 224.56kb.
Применение метода атомно-силовой пробы в квантово-химических расчетах... 1 36.2kb.
Экспериментальные исследования диэлектрических свойств материалов 1 92.64kb.
Изучение формирования свойств техногенных отложений в отвалах фосфогипса... 1 107.77kb.
Рабочая программа Учебного курса «Мировая художественная культура» 2 366.59kb.
Рабочая программа Учебного курса «Мировая художественная культура» 1 293kb.
Условия формирования и специфические свойства аргиллитоподобных глин... 1 46.23kb.
Программа дисциплины "Специальные вопросы материаловедения низкоразмерных... 1 365.74kb.
Функциональных поверхностей стальных изделий при лазерной обработке 1 134.73kb.
Направления изучения представлений о справедливости 1 202.17kb.

«Изучение особенностей формирования боридов кобальта в реакционной среде комплексных - страница №1/1

КРАТКАЯ АННОТАЦИЯ РАБОТЫ

«Изучение особенностей формирования боридов кобальта в реакционной среде комплексных гидридов (NaBH4, NH3BH3) и изучение их каталитических свойств»
Озерова Анна Михайловна

Введение Каталитический гидролиз боргидрида натрия (NaBH4) считается перспективным способом получения чистого водорода при температурах окружающей среды для компактных источников энергии на основе топливных элементов и термоэлектрических микрогенераторов. В последнее время также начали интенсивно исследовать другой интересный для химического хранения водорода гидрид – амминборан (NH3BH3), который содержит почти в 2 раза больше водорода (19.6 мас.%) по сравнению с NaBH4 (10.7 мас.%). Водород из NH3BH3 также может быть извлечен посредством гидролиза.


Переходные металлы, такие как Fe, Co, Ni очень привлекательны в качестве катализаторов в связи с их низкой ценой. Среди них в процессе каталитического гидролиза NaBH4 наибольшей эффективностью обладают бориды кобальта (СохВ) [1], а также появляются первые сообщения об их использовании в гидролизе NH3BH3 [2].

Традиционно аморфные бориды кобальта получают восстановлением солей кобальта в растворе NaBH4 [3,4]. Опубликовано несколько работ по восстановлению и оксидных соединений кобальта до боридов [5,6], однако это явление очень мало изучено, что сдерживает развитие следующего этапа исследований – создание нанесенных кобальтборидных композиций, формирование которых происходит непосредственно в реакционной среде гидрида.

Следует отметить, что вопрос формирования боридов при использовании другого борсодержащего гидрида – NH3BH3 в литературе совсем не изучался. Вопрос о силе его восстановительных свойств пока остается открытым.

Цель работы: Данная работа направлена на изучение процесса формирования боридов кобальта в реакционной среде борсодержащих гидридов с целью создания активных и стабильных кобальтборидных катализаторов.

Основные задачи: В ходе работы планируется изучить процесс формирования боридов кобальта, их физико-химические и реакционные свойства в зависимости от природы используемого борсодержащего гидрида (NaBH4, NH3BH3), природы соединения кобальта (соли, оксиды, гидроксиды), характеристик процесса синтеза (температура, рН, концентрации реагентов). Результаты данного исследования будут востребованы не только для создания катализаторов гидролиза NaBH4 и NH3BH3, но также и в других областях науки – для синтеза наночастиц металлов, биметаллических композиций, катализаторов реакций селективного гидрирования, гидрообессеривания, восстановления.

Предполагаемые подходы к решению задач (этапы исследований)

Известно, что свежеприготовленные бориды кобальта являются рентгеноаморфными, рентгеновский спектр содержит малоинформативную широкую линию при 2θ = 45°, поэтому метод РФА неприменим для их исследования. Нами предлагается использовать методы измерения магнитной восприимчивости и ИК-спектроскопии. Выбор данных методов обусловлен тем, что магнитные свойства исходных соединений кобальта и его боридов существенно различаются. С другой стороны данные ИК-спекторскопии отражают изменения в ближайшем лигандном окружении исходных соединений кобальта, позволяя отслеживать изменения в структуре даже отдельных кластеров. Дополнительно для охарактеризации электронных свойств исходных фаз кобальта будут привлечены методы ЭСДО, ближней ИК-спектроскопия. Совместное применение этих методов позволит нам исследовать кинетику образования боридов кобальта в зависимости от времени взаимодействия исходного соединения кобальта с раствором гидрида и соотнести ее с известными моделями топохимических реакций. Одновременное фиксирование скорости выделения водорода даст важную информацию о связи каталитической активности композиции с её свойствами. Также планируется привлечь метод ПЭМ для исследования морфологии боридов кобальта и метод ДТА для изучения процессов их кристаллизации, на которые, безусловно, должны влиять свойства аморфных боридов.

Данный подход предполагается применить для исследования боридов кобальта, полученных в зависимости от различных факторов, что позволит оптимизировать условия синтеза наиболее перспективных боридов с точки зрения катализа. При синтезе боридов будут варьироваться следующие параметры:

1. Природа исходного соединения кобальта. Механизм образования и состав боридов кобальта изучены только в случае использования водорастворимой соли в качестве предшественника. В данной работе в сравнение с водорастворимыми солями мы планируем исследовать процесс формирования боридов кобальта из различных нерастворимых соединений кобальта - основной соли (2СoCO3·3Co(OH)2·H2O), гидрокисида (Со(ОН)2) и оксидов Со2О3·Н2О и Со3О4 различных способов приготовления (прокаливание, метод самовоспламеняющегося высокотемпературного синтеза для создания высокодисперсных образцов). Это позволит установить влияние лигандного окружения кобальта в исходных соединениях, его зарядового состояния, дисперсности на физико-химические свойства образующихся боридов кобальта.



2. Природа восстанавливающего агента. Для синтеза боридов кобальта в литературе используют исключительно раствор NaBH4. Поскольку NH3BH3 также как и NaBH4 обладает восстановительной активностью [7], мы планируем исследовать возможность его использования для синтеза СохВ. Это сделает возможным получать каталитически активные бориды кобальта непосредственно в реакционной среде NH3BH3, что значительно облегчит процесс синтеза и применения катализаторов.

3. Условия синтеза. В рамках данной работы планируется исследовать влияние на процесс формирования и активность боридов кобальта таких параметров синтеза, как температура, концентрации реагентов и рН (поскольку используются щелочные растворы NaBH4 в связи с их более высокой стабильностью). Известно, что эти факторы сильно влияют на состояние активного компонента катализаторов.

Имеющийся научный задел; экспериментальное оборудование: Изучена активность различных каталитических систем в реакции гидролиза NaBH4 и NH3BH3. Отмечено, что природа металла влияет на скорость генерации Н2. Установлено, что наиболее активными катализаторами, содержащими металлы платиновой группы, являются родиевые системы. Среди переходных металлов наиболее перспективным катализатором гидролизе борсодержащих гидридов является кобальт. Ранее выполненные исследования показали, что реакционные свойства солей кобальта обусловлены их быстрым восстановлением в реакционной среде с образованием нерастворимой активной фазы боридов кобальта и определяются химической природой аниона. Термообработка солей кобальта при 500°С, приводит к увеличению скорости выделения Н2. Методом измерения магнитной восприимчивости удалось показать, что существует корреляция между активностью кобальтсодержащих катализаторов и количеством ферромагнитной фазы, формирующейся при восстановлении под действием NaBH4.

Для синтеза боридов кобальта и исследования их реакционных свойств имеется все необходимое оборудование, а также доступ к оборудованию для физико-химического исследования (ИК-спектроскопия, измерение магнитной восприимчивости, ПЭМ и др.).


Использованная литература


  1. C. Wu, F. Wu, Y. Bai, B. Yi, H. Zhang, Mater. Lett. 59 (2005) 1748.

  2. S.B. Kalidindi, M. Indirani, B.R. Jagirdar, Inorg Chem 47 (2008) 7424.

  3. A. Corrias, G. Ennas, A. Musinu, G. Marongiu, G. Paschina, Chem Mater 5 (1993) 1722.

  4. G.N. Glavee, K.J. Klabunde, C.M. Sorensen, G.C. Hadjipanayis, Langmuir 9 (1993) 162.

  5. P. Krishnan, K.L. Hsueh, S.D. Yim, Appl Catal B: Env 77 (2007) 206.

  6. O.V. Komova, V.I. Simagina, O.V. Netskina, D.G. Kellerman, G.V. Odegova, A.V. Ishchenko, N.A. Rudina, Catal Today 138 (2008) 260.

  7. G.C. Andrews, T.C. Crawford, Tetrahedron Lett 21 (1980) 693.





Историки фальсифицируют прошлое, идеологи — будущее. Жарко Петан
ещё >>