Trójskładnikowe i czteroskładnikowe azotki molibdenu z żelazem, kobaltem i niklem
Ładowanie...
Data
2025
Tytuł czasopisma
ISSN czasopisma
Tytuł tomu
Wydawca
Abstrakt
Współczesne badania katalizatorów syntezy amoniaku koncentrują się na poszukiwaniu bardziej efektywnych i zrównoważonych rozwiązań dla przemysłowego procesu Habera- Boscha. Proces ten. mimo swojej przełomowości. cechuje się wysokim zużyciem energii, ze względu na ekstremalne warunki ciśnienia i temperatury, w których jest prowadzony. Opracowanie nowych materiałów katalitycznych może znacząco obniżyć wymagania energetyczne tej reakcji oraz ograniczyć emisję dwutlenku węgla. Zważywszy na globalne znaczenie amoniaku jako kluczowego prekursora nawozów sztucznych, udoskonalenie procesu jego syntezy ma istotne implikacje dla bezpieczeństwa żywnościowego i ochrony środowiska. Kierunki badań koncentrują się na modyfikacji istniejących układów katalizatorów oraz poszukiwaniu nowych materiałów' o wyższej aktywności katalitycznej. Celem niniejszej pracy jest wy tworzenie wybranych katalizatorów syntezy amoniaku oraz ocena ich potencjału. Niniejsza dysertacja dotyczy otrzymywania katalizatorów procesu syntezy amoniaku, składających się z trójskładnikowych i czteroskładnikowych azotków molibdenu z żelazem, kobaltem i niklem, od wytwarzania tlenkowych prekursorów w procesie hydrotermalnego strącania osadów, przez procesy otrzymywania aktywnej formy azotków po badania aktywności katalitycznej tych materiałów. W procesie syntezy tlenkowych prekursorów przygotowano serię związków zawierających dwa lub trzy różne pierwiastki metaliczne. Określono warunki prowadzenia tego procesu (temperatura. pH, stężenie substratów w roztworze) i ich wpływ na strukturę uzyskiwanych prekursorów. Proces redukcji przeprowadzono dwoma metodami, z wstępną kalcynacją prekursorów i następującą po tym redukcją tlenków w amoniaku oraz metodą bez wstępnej kalcynacji. Aktywność niemal wszystkich otrzymanych katalizatorów przewyższała aktywność obecnie stosowanych katalizatorów przemysłowych, w niektórych przypadkach niemal trzykrotnie.
Contemporary research on ammonia synthesis catalysts focuses on finding more effective and sustainable solutions for the industrial Haber-Bosch process. This process, despite its groundbreaking nature, is characterized by high energy consumption due to the extreme pressure and temperature conditions in w hich it is earned out. The development of new catalytic materials can significantly reduce the energy requirements of this reaction and reduce carbon dioxide emissions. Considering the global importance of ammonia as a key precursor of fertilizers, improving its synthesis process has significant implications tor food security and environmental protection. Research directions focus on modify ing existing catalyst systems and searching for new materials with higher catalytic activity. The aim of this work is to prepare selected ammonia synthesis catalysts and assess their potential. This dissertation concerns the preparation of catalysts for the synthesis of ammonia, consisting of ternary and quaternary molybdenum nitrides with iron, cobalt and nickel, from the preparation of oxide precursors in the process of hydrothermal precipitation, through the processes of obtaining the active form of nitrides to the study of the catalytic activity of these materials. In the process of synthesis of oxide precursors, a senes of compounds containing two or three different metallic elements were prepared. The conditions of conducting this process (temperature. pH. concentration of substrates in the solution) and their effect on the structure of the obtained precursors were determined. The reduction process was earned out by two methods, with calcination of precursors and subsequent reduction of oxides in ammonia and without calcination. The activity of almost all obtained catalysts exceeded the activity of currently used industrial catalysts, in some cases almost three times.
Contemporary research on ammonia synthesis catalysts focuses on finding more effective and sustainable solutions for the industrial Haber-Bosch process. This process, despite its groundbreaking nature, is characterized by high energy consumption due to the extreme pressure and temperature conditions in w hich it is earned out. The development of new catalytic materials can significantly reduce the energy requirements of this reaction and reduce carbon dioxide emissions. Considering the global importance of ammonia as a key precursor of fertilizers, improving its synthesis process has significant implications tor food security and environmental protection. Research directions focus on modify ing existing catalyst systems and searching for new materials with higher catalytic activity. The aim of this work is to prepare selected ammonia synthesis catalysts and assess their potential. This dissertation concerns the preparation of catalysts for the synthesis of ammonia, consisting of ternary and quaternary molybdenum nitrides with iron, cobalt and nickel, from the preparation of oxide precursors in the process of hydrothermal precipitation, through the processes of obtaining the active form of nitrides to the study of the catalytic activity of these materials. In the process of synthesis of oxide precursors, a senes of compounds containing two or three different metallic elements were prepared. The conditions of conducting this process (temperature. pH. concentration of substrates in the solution) and their effect on the structure of the obtained precursors were determined. The reduction process was earned out by two methods, with calcination of precursors and subsequent reduction of oxides in ammonia and without calcination. The activity of almost all obtained catalysts exceeded the activity of currently used industrial catalysts, in some cases almost three times.
Opis
Słowa kluczowe
amoniak, synteza chemiczna, prekursory (chemia), azotek molibdenu
Cytowanie
Czerwonko, W. (2025). Trójskładnikowe i czteroskładnikowe azotki molibdenu z żelazem, kobaltem i niklem : rozprawa doktorska, 146 s. Szczecin, 2025,
https://hdl.handle.net/20.500.12539/4353