Отчет о научно–исследовательской работе по теме: «Комплексная переработка углеводородов с получением водородсодержащих газов и прекурсоров композиционных материалов для аддитивного производства» (промежуточный, этап 1)

В ходе выполнения научно–исследовательских работ в 2020 г. были представлены результаты исследования закономерностей формирования углеродных нановолокнистых материалов, а также влияния состава модельной смеси углеводородов С1-С4 на состав получаемого водородсодержащего газа, а также морфологию и текстурные характеристики углеродных нановолокон. Установлено, что морфология и текстура углеродных материалов, получаемых разложением смесей углеводородов, напрямую зависит от состава реакционного газа. Показано, что решающим фактором при разложении углеводородного сырья является степень отклонения реакции метанирования от равновесия. В рамках разработки концепции синтеза самоорганизующихся каталитических систем изучен процесс углеродной эрозии массивного нихромового сплава в присутствии паров 1,2-дихлорэтана и водорода. Разработана концепция каталитической переработки 1,2-дихлорэтана на сплавах Ni-M с получением углеродного наноматериала, который может служить в качестве эффективного сорбента для адсорбционной очистки воды от 1,2-дихлорбензола. Исследован процесс горения твердого топлива с каталитическими добавками на основе меди (нитрат и ацетат меди). Установлено, что использование каталитических добавок способствовало сокращению времени задержки зажигания, а также уменьшению минимальной температуры зажигания. С помощью высокоскоростной видеосъемки для образцов, модифицированных добавкой ацетата меди, на ранней стадии горения было обнаружено образование микровзрывов. С помощью газоанализатора было установлено, что активация процесса горения солями меди позволила значительно снизить объем образующегося СО, обеспечивая более полное окисление топлива до СО2. Было проведено исследование изменения активирующих свойств добавки Сu(NO3)2 на процесс окисления углей в условиях увеличения скорости нагрева. Установлено, что с ростом скорости нагрева модифицированных образцов возрастает каталитический эффект. Проведены исследовательские работы по изучению частиц основных компонентов катализаторов – железа и никеля. Установлено, что окисление частиц железа всегда сопровождается формированием на поверхности многослойной оксидной пленки. Изучен процесс восстановления никеля из его гидроксида, в том числе исследованы свойства исходного материала и продуктов восстановления. По результатам выполнения проекта в 2020 г. были опубликованы 6 статей в международных журналах, в том числе: Catalysts (Q2), Energies (Q2), Materials (Q2), Metals (Q2), Coke and Chemistry (Q3) и Russian Journal of Applied Chemistry (Q3). Цели и задачи проекта ГЗ № 075-00268-20-02 (идентификатор: 0718-2020-0040), поставленные на 2020 год, выполнены в полном объеме.