МЕЗОҒОВАКЛИ УГЛЕРОДНИНГ ТУЗИЛИШИ ВА МОРФОЛОГИЯСИГА ҲАРОРАТ ВА КАТАЛИЗАТОР ТАРКИБИНИНГ ТАЪСИРИ

Аннотация

Пропан-бутан фракциясидан мезоғовакли углерод олиш жараёнида ҳароратга боғлиқ ҳолда синтез самарадорлигини тадқиқ қилиш натижалари, энг мақбул оралиқ сифатида 640-700℃ қайд қилишга имкон беради. Ҳароратнинг кейинги оширилиши пиролизнинг тезлашишини ва оқибатда эркин углероднинг ортиқча миқдорини йиғилиши сабаб бўлади. Бу мезоғовакли углерод муртак ҳосил бўлиш фаол марказлари юзасини экранлайдиган, унинг аморф ташкил қилувчиси тўпланишига сабаб бўлади. Натижада катализаторнинг фаоллиги пасаяди, синтез қилинадиган мезоғовакли углерод миқдори эса кескин камаяди. Калит сўзлар: мезоғовакли углерод, катализатор, ҳарорат, тола. Маълумки, углеводородлар каталитик пиролизи жараёнида ҳосил бўладиган углеродли нанотолалар тузилиши ва морфологияси катализатор ва дастлабки углеводородли газнинг хоссаларига сезиларли даражада боғлиқ. Ҳар хил таркибли 15%Ni*5%Co*5%Fe*5%Cu/YuKS катализаторларда пропан пиролизи орқали турли ҳароратларда олинган углародли нанотолаларининг ёритувчи электрон микроскопия усули (ЁЭМ) орқали олинган тузилиш ва морфологияси тадқиқотлари натижалари 6- расмда тасвирланган. Олинган маълумотлардан келиб чиқадики, пропаннинг селектив каталитик пиролизи жараёнида ҳосил бўладиган углеродли нанотолалар адабиётда тавсифланган, “балиқ скелети” ва “қарта рахти” структур турларига мос келади. шу билан бирга, ҳарорат ва катализаторнинг таркибига боғлиқ ҳолда олинган мезоғовакли углерод намуналарнинг бир неча морфологик ўзига хосликларини ажратиш мумкин. Демак, масалан, 10%Ni*5%Co*5%Fe*10%Cu/YuKS катализаторида олинган пропаннинг пиролизи орқали олинган толалар диаметрлари етарлича кенг оралиқда ўзгаради: 10 дан 100 нм нача (6-, а-б расм). 600 ва 700℃ да 5%Ni*5%Co*5%Fe*15%Cu/YuKS катализаторида олинган толалар диаметрлари 150-200 ва 400 нм ўлчамларга (6-, в-г расм), 5%Ni*5%Co*5%Fe*15%Cu*2%Mo/YuKS да эса – 100-150 нм гача етади (6-, д-е расм), яъни метаннинг каталитик пиролизи орқали олинадиган толалар ўлчамларидан ошади. Толаларнинг катталашиши реакциянинг энг бошида ҳарорат ва дастлабки углеводороднинг таъсири остида катализаторнинг бир нечта майда заррачаларининг қўшилиши ҳисобига содир бўлиши мумкин. Маълумки, Ni заррачаларида эриган углерод атомларининг маълум концентрациясида уларнинг углерод билан ўта тўйиниши содир бўлади, бунинг натижасида шундай металл-углеродли заррачалар “қовушқоқ-оқувчан ҳолат”га ўтиши мумкин. Катализатор заррачалари қовушқоқ-оқувчан ҳолатда бўла туриб ўзларини қовушқоқ суюқлик томчилари каби тутишади, улар битта катта заррачага бирикиши мумкин. Метан билан 190 “TABIIY FANLAR: DOLZARB MUAMMOLAR VA ULARNING YECHIMLARI” солиштирганда пропан молекулаларида С:Н анча юқори нисбати реакциянинг бошланғич пайтида катализатор заррачаларида углерод тўпланишининг анча юқори тезлигига сабаб бўлади. Шунинг учун заррачаларнинг қўшилиш эҳтимоли ортади. Таъкидлаш керакки, йирик толалар билан бир қаторда 5%Ni*5%Co*5%Fe*15%Cu/YuKS ва 5%Ni*5%Co*5%Fe*15%Cu*2%Mo/YuKS катализаторларда 10 дан 50 нм гача ўлчамларга эга ингичка толалар ҳам шаклланади. Бу эҳтимол, реакция жараёнида йирик 15%Ni*5%Co*5%Fe*5%Cu/YuKS заррачаларининг майдароқларига парчаланиши натижасида содир бўлади, уларда шундай толалар ҳам кўпаяди. Айрим ҳолларда, битта заррачадан ўсадиган ўзаро ўралган ингичка толалардан 400- 450 ва 200-250 нм диаметрли тутамлар ҳосил бўлади (6-, в ва д-е расм). Толаларнинг шундай тутами, иш маълумотларига кўра шунинг натижасида ҳосил бўладики, реакция жараёнида каталитик заррачалар структураси, бунда ўзининг энг дастлабки ўлчамини сақлаб туриб, блокли бўлиб қолади. Заррачалар юзасининг нуқсонлилиги толаларнинг қатламланишига олиб келади. Foydalanilgan adabiyotlar: 1. Fayzullayev, N.I., Umirzakov, R.R. To obtain acetone by spontaneous hydration of acetylene//ACS National Meeting Book of Abstracts, 2005, 229(2) 2. Musulmonov N. X., Fayzullaev N. I. Textural characteristics of zinc acetate catalyst //AIP Conference Proceedings. – AIP Publishing LLC, 2022. – Т. 2432. – №. 1. – С. 050015. 3. Tursunova, N.S., Fayzullaev, N.I. Kinetics of the reaction of oxidative dimerization of methane//International Journal of Control and Automation, 2020, 13(2), стр. 440–446. 4. Shimamoto, D.; Muramatsu, H.; Fujisawa, K.; Hayashi, T.; Kim, Y.A.; Endo, M. Synthesis of catalytic chemical vapor growncarbon fibers: Carbon nanotube and carbon nanofiber.Carbon2011,49. 5. Docekal, J. Hydrogen production from hydrocarbons.Int. J. Hydrog. Energy1986,11, 709– 714. 6. Li, Y.; Chen, J.; Qin, Y.; Chang, L. Simultaneous Production of Hydrogen and Nanocarbon from Decomposition of Methane on Nickel-Based Catalyst.Energy Fuels2000,14, 1188–1194. 7. Muradov, N.; Vezirolu, T. From hydrocarbon to hydrogen–carbon to hydrogen economy.Int. J. Hydrog. Energy2005,30, 225–237 191