Synthesis and characterization of cobalt-doped molybdenum carbides produced in a fixed bed reactor
Creators
- 1. Universidade Federal do Rio Grande do Norte
Description
The demand for cheaper production processes of materials has been the focus of several studies in the last years, mainly by the industries, in order to relate the cost-benefit associated with the low risks to the environment, and the ease of transportation and use. The transition metal carbides are gaining emphasis due to their catalytic activity, stability and selectivity in a wide range of reactions. The purpose of doping the molybdenum carbide with cobalt is the seek for a change in the structure of the carbide so that an improvement of its catalytic activity occurs. The aim of this work is to study the synthesis and characterization of semiconductor materials with the carbide type structure, produced with nationally and locally abundant elements, specifically at Rio Grande do Norte state, using the gas-solid reaction method in a fixed-bed reactor. Based on a bibliographical survey, and in previously obtained results, the compositions of the materials to be studied will be Mo2C doped with cobalt (5% and 10%). The physico-chemical characteristics of the material were evaluated using several analytical techniques, such as X-ray diffraction (XRD), thermogravimetric analysis (TGA), surface area by the BET method, granulometry and scanning electron microscopy (SEM). With its characterization, it is possible to understand the relation between its structural properties and its activity as heterogeneous catalysts. The results of the thermal analysis by TGA of the precursor powder were carried out in order to identify the mass losses of the material and to verify the operating temperatures of the fixed bed reactor for the production of the carbide. From the XRD results, it was verified the formation of cobalt-doped molybdenum carbide synthesized by the wet method, and the phases and characteristic peaks of each material were identified.
Translated Descriptions
Translated Description (Arabic)
كان الطلب على عمليات الإنتاج الرخيصة للمواد محور العديد من الدراسات في السنوات الأخيرة، بشكل رئيسي من قبل الصناعات، من أجل ربط التكلفة والفائدة المرتبطة بالمخاطر المنخفضة على البيئة، وسهولة النقل والاستخدام. تكتسب الكربيدات المعدنية الانتقالية تركيزًا بسبب نشاطها التحفيزي واستقرارها وانتقائها في مجموعة واسعة من التفاعلات. الغرض من تعاطي كربيد الموليبدينوم مع الكوبالت هو البحث عن تغيير في بنية الكربيد بحيث يحدث تحسن في نشاطه التحفيزي. الهدف من هذا العمل هو دراسة تخليق وتوصيف مواد أشباه الموصلات ذات البنية من نوع الكربيد، والتي يتم إنتاجها بعناصر وفيرة على الصعيدين الوطني والمحلي، وتحديدًا في ولاية ريو غراندي دو نورتي، باستخدام طريقة التفاعل الغازي الصلب في مفاعل ثابت الطبقة. استنادًا إلى مسح ببليوغرافي، وفي النتائج التي تم الحصول عليها مسبقًا، ستكون تركيبات المواد المراد دراستها عبارة عن Mo2C مخدر بالكوبالت (5 ٪ و 10 ٪). تم تقييم الخصائص الفيزيائية والكيميائية للمادة باستخدام العديد من التقنيات التحليلية، مثل حيود الأشعة السينية (XRD)، وتحليل الثقل النوعي الحراري (TGA)، ومساحة السطح بطريقة BET، وقياس الحبيبات وفحص المجهر الإلكتروني (SEM). من خلال توصيفه، من الممكن فهم العلاقة بين خصائصه الهيكلية ونشاطه كمحفزات غير متجانسة. تم إجراء نتائج التحليل الحراري من قبل الهيئة العامة للنقل لمسحوق السلائف من أجل تحديد الخسائر الجماعية للمادة والتحقق من درجات حرارة تشغيل مفاعل الطبقة الثابتة لإنتاج الكربيد. من نتائج XRD، تم التحقق من تكوين كربيد الموليبدينوم المشبع بالكوبالت الذي تم تصنيعه بالطريقة الرطبة، وتم تحديد المراحل والقمم المميزة لكل مادة.Translated Description (French)
La demande de processus de production de matériaux moins chers a fait l'objet de plusieurs études au cours des dernières années, principalement de la part des industries, afin de mettre en relation le rapport coût-bénéfice associé aux faibles risques pour l'environnement et à la facilité de transport et d'utilisation. Les carbures de métaux de transition gagnent en importance en raison de leur activité catalytique, de leur stabilité et de leur sélectivité dans un large éventail de réactions. Le but du dopage du carbure de molybdène avec du cobalt est la recherche d'un changement dans la structure du carbure afin qu'une amélioration de son activité catalytique se produise. L'objectif de ce travail est d'étudier la synthèse et la caractérisation de matériaux semi-conducteurs à structure de type carbure, produits avec des éléments abondants au niveau national et local, en particulier dans l'état du Rio Grande do Norte, en utilisant la méthode de réaction gaz-solide dans un réacteur à lit fixe. Sur la base d'une enquête bibliographique, et des résultats obtenus précédemment, les compositions des matériaux à étudier seront dopées au Mo2C avec du cobalt (5% et 10%). Les caractéristiques physico-chimiques du matériau ont été évaluées à l'aide de plusieurs techniques analytiques, telles que la diffraction des rayons X (DRX), l'analyse thermogravimétrique (ATG), la surface par la méthode BET, la granulométrie et la microscopie électronique à balayage (MEB). Grâce à sa caractérisation, il est possible de comprendre la relation entre ses propriétés structurelles et son activité en tant que catalyseurs hétérogènes. Les résultats de l'analyse thermique par TGA de la poudre précurseur ont été réalisés afin d'identifier les pertes massiques du matériau et de vérifier les températures de fonctionnement du réacteur à lit fixe pour la production du carbure. À partir des résultats XRD, il a été vérifié la formation de carbure de molybdène dopé au cobalt synthétisé par la méthode humide, et les phases et les pics caractéristiques de chaque matériau ont été identifiés.Translated Description (Spanish)
La demanda de procesos de producción de materiales más baratos ha sido el foco de varios estudios en los últimos años, principalmente por parte de las industrias, con el fin de relacionar el costo-beneficio asociado a los bajos riesgos para el medio ambiente, y la facilidad de transporte y uso. Los carburos de metales de transición están ganando énfasis debido a su actividad catalítica, estabilidad y selectividad en una amplia gama de reacciones. El propósito de dopar el carburo de molibdeno con cobalto es la búsqueda de un cambio en la estructura del carburo para que se produzca una mejora de su actividad catalítica. El objetivo de este trabajo es estudiar la síntesis y caracterización de materiales semiconductores con la estructura tipo carburo, producidos con elementos abundantes a nivel nacional y local, específicamente en el estado de Rio Grande do Norte, utilizando el método de reacción gas-sólido en un reactor de lecho fijo. En base a un relevamiento bibliográfico, y en resultados obtenidos previamente, las composiciones de los materiales a estudiar serán dopadas con Mo2C con cobalto (5% y 10%). Las características fisicoquímicas del material se evaluaron mediante varias técnicas analíticas, como difracción de rayos X (XRD), análisis termogravimétrico (TGA), área de superficie por el método BET, granulometría y microscopía electrónica de barrido (SEM). Con su caracterización es posible entender la relación entre sus propiedades estructurales y su actividad como catalizadores heterogéneos. Los resultados del análisis térmico por TGA del polvo precursor se realizaron con el fin de identificar las pérdidas de masa del material y verificar las temperaturas de funcionamiento del reactor de lecho fijo para la producción del carburo. A partir de los resultados de XRD, se verificó la formación de carburo de molibdeno dopado con cobalto sintetizado por el método húmedo, y se identificaron las fases y los picos característicos de cada material.Additional details
Additional titles
- Translated title (Arabic)
- توليف وتوصيف كربيدات الموليبدينوم المشبعة بالكوبالت المنتجة في مفاعل ذو قاع ثابت
- Translated title (French)
- Synthèse et caractérisation des carbures de molybdène dopés au cobalt produits dans un réacteur à lit fixe
- Translated title (Spanish)
- Síntesis y caracterización de carburos de molibdeno dopados con cobalto producidos en un reactor de lecho fijo
Identifiers
- Other
- https://openalex.org/W2886719519
- DOI
- 10.1016/j.ceramint.2018.08.054
References
- https://openalex.org/W1504362703
- https://openalex.org/W1976653245
- https://openalex.org/W1992142360
- https://openalex.org/W2010260159
- https://openalex.org/W2019952816
- https://openalex.org/W2030495321
- https://openalex.org/W2051089320
- https://openalex.org/W2154865022
- https://openalex.org/W2232513130
- https://openalex.org/W2333803964