Tervezett kobalt-oxid alapú spinell-nanoszerkezetek alkalmazása CO2 aktiválási reakciókban

Munkám során kobalt-oxid alapú spinell nanoszerkezeteket állítottunk elő eltérő nikkel tartalmakkal, majd ezeket vizsgáltuk szerkezetileg, illetve heterogén katalízisben mutatott aktivitásukat CO2 aktiválási reakciókban. A dolgozatban a spinellek szintézisét egy, a szakirodalomban leírt kémiai módszer szerint végeztük, kobalt- és nikkel-nitrát vizes oldata segítségével. Az előállított katalizátorokat különböző szerkezeti vizsgálati módszereknek vetettük alá, mint röntgen pordiffraktrometria (XRD), pásztázó elektronmikroszkópia (SEM), transzmissziós elektronmikroszkópia (TEM) és hőmérséklet programozott redukció (TPR). XRD felvételek készültek a szén-dioxid aktiválási reakciók előtt és után is. A heterogén katalitikus tulajdonságaikat gázkromatográfiás (GC) módszerrel vizsgáltuk. Három különböző nikkel-tartalommal jellemezhető kobalt-oxid spinellt állítottunk elő (NiCo2O4, Ni0,1Co2,9O4 és Ni0,4Co2,6O4), majd ezek katalitikus tulajdonságait összehasonlítottuk a tiszta kobalt-oxid spinellel (Co3O4) is. A CO2 aktiválási reakcióban hőmérséklet- és időfüggést is vizsgáltunk. Az elkészített katalizátorok karakterizálása után megállapítottuk, hogy szerkezetük és morfológiájuk is megfelel a szakirodalomban leírt spinell szerkezettel. A CO2 hidrogénezési reakciókban a Ni0,4Co2,6O4 mutatkozott a legaktívabbnak, viszont a metánképződés szempontjából a Ni0,1Co2,9O4 spinell volt a legkedvezőbb, a nikkel tartalom emelkedése pedig fordított arányban állt a metán szelektivitással.