Ученые создали новые катализаторы на основе алюминия
Совместная работа специалистов НГУ и Института катализа СО РАН в области создания материалов для керамических (керметных) композитных матриц вышла в декабрьском номере Journal of Materials Science.
В своей работе учёные сравнивают структуру, микроструктуру, прочность и теплопроводность композитных материалов, полученных путём обработки сплава кобальта и алюминия (CoAlO/CoAl) или его смеси с гидроксидом алюминия (Al2O3/CoAlO/CoAl).
Сплав учёные изготавливали следующим путём: порошки металлов были механически активированы в энергонапряженной планетарной мельнице до получения максимально дисперсного сплава; затем сплавы были помещены в форму, подвергнуты гидротермальной обработке, в результате чего часть алюминия в сплаве трансформировалась в гидроксид алюминия, и прокалены на воздухе.
Метод, разработанный совместно со специалистами Института химии твёрдого тела и механохимии СО РАН, позволяет придавать керметам уникальные свойства - высокую прочность и теплопроводность, которые обеспечиваются металлической матрицей в сочетании с большой пористостью и развитой поверхностью за счёт введения гидроксида алюминия в исходную смесь. Еще одна особенность керметных блочных структур - микроканалы, которые создаются за счёт помещения в форму легко выгорающих элементов, например, ткани и тонких деревянных стержней.
«При обработке сплава парами воды или кипячением с последующей прокалкой на воздухе металл окисляется не полностью, что необходимо для сохранения высокой теплопроводности и механической прочности керметов. Мы получаем блочные теплопроводные катализаторы, имеющие низкое газодинамическое сопротивление потоку - это важно для проведения энергонапряжённых процессов, требующих эффективной передачи тепла в проточных реакторах», - рассказывает заведующий лабораториями новых технологий синтеза функциональных наноструктурированных материалов НГУ и катализаторов глубокого окисления Института катализа СО РАН Владислав Садыков.
Учёные также синтезируют и исследуют керметы на основе сплавов порошка алюминия с другими металлами, в том числе никелем и железом.
Результаты исследования показали, что свойства разработанных на основе сплава керметов (прочность, теплопроводность и удельной поверхность) делают эти материалы перспективными для практического применения.
Катализаторы на основе керметов с введённым оксидом железа в реакции дегидрирования гексана в гексен показали активность и селективность, существенно превышающие таковые для традиционного катализатора Fe2O3/Al2O3, что объясняется эффективным поглощением микроволнового излучения.
Перспективы производства и потребления алюминия в России будут обсуждаться на 9-й Международной конференции «Алюминий: сплавы, прокат и профили для промышленности и строительства», которая пройдет 8-9 июня 2017 г. в Москве.