How does the structure of molybdenum carbide catalytic materials evolve?

Récemment, des chercheurs de l'Institut de physique chimique de Dalian de l'Académie chinoise des sciences et de l'Institut de technologie de Karlsruhe en Allemagne ont utilisé des méthodes de caractérisation multidimensionnelles pour révéler le processus de carbonisation et le mécanisme de formation des matériaux catalytiques en carbure de molybdène (MoC). Le processus d'évolution dynamique de la structure cristalline a été observé à l'échelle atomique, confirmant que l'oxyde de molybdène cubique (MoOx) est une synthèse de carbonisation en une étape, intermédiaire clé pour la phase MoC.



According to China Tungsten Online, molybdenum carbide is an ultra-fine gray black powder with a closely arranged hexagonal lattice structure. Due to its electronic structure and catalytic properties similar to precious metals, good thermal stability, mechanical stability, wear resistance and corrosion resistance, it is widely used in the catalytic field. The main types of catalytic reactions include hydrogenation, isomerization, hydrodesulfurization, hydrodenitrogenation, ammonia synthesis Hydrocarbon conversion and synthesis reactions.



Ces dernières années, bien que les matériaux catalytiques au carbure de molybdène aient attiré une grande attention en raison de leurs propriétés catalytiques uniques similaires à celles des métaux précieux, leur processus d’évolution structurelle n’est toujours pas bien compris. Selon les différentes structures cristallines, le MoC peut être divisé en phases cristallines hexagonales β Carbure de molybdène et phase cristalline cubique α Carbure de molybdène. Phase hexagonale β Par rapport au carbure de molybdène, phase cristalline cubique α Le processus de préparation du carbure de molybdène est plus exigeant, nécessitant généralement une pollution élevée, un traitement par ammoniation à forte consommation d'énergie ou un chargement de métaux précieux à haute teneur, ce qui augmente le coût de production de ce matériau catalytique et limite son application.



Afin de mieux comprendre le processus d'évolution de la structure du carbure de molybdène et de réduire les coûts de production, des chercheurs de l'Institut de physique chimique de Dalian de l'Académie chinoise des sciences et d'autres institutions ont adopté la méthode de pulvérisation à la flamme (FSP) pour préparer des oxydes métastables. .



Des recherches ont montré qu'après avoir chargé des traces de rhodium (Rh) sur de l'oxyde de molybdène préparé par la méthode du jet de flamme, une transition de phase peut se produire préférentiellement à basse température pour produire une structure métastable d'oxyde de molybdène cubique riche en lacunes d'oxygène. Ensuite, l'insertion et la substitution du carbone se produisent tout en maintenant la phase cristalline inchangée, et finalement converties en un catalyseur de carbure de molybdène α à phase cubique hautement actif. Dans ce processus, la formation d’intermédiaires MoOx cubiques est cruciale, de sorte que le processus de carbonisation ultérieur suit un chemin de carbonisation par transformation topologique.



Les résultats de la recherche ont été présentés sous la forme de « Investissements in situ sur l'évolution structurelle lors de la synthèse facile de catalyseurs cubiques α-MoC1 – x » et publiés dans le Journal of the American Chemical Society.



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