MODERN EDUCATION AND DEVELOPMENT
Выпуск журнала №
-28
Часть–
3_
Июнь
–
2025
102
METALLDAGI CO
2
GIDROGENLASH REAKSIYALARINING
SELEKTIVLIGINI O’RGANISH
Qo’yboqarov Oybek Ergashovich
Qarshi davlat texnika universiteti dotsenti
Annatatsiya: CO
2
ning kimyoviy o'zgarishi nafaqat Yer atmosferasiga
antropogen CO
2
emissiyasini yumshatibgina qolmay, balki kimyoviy moddalar va
yoqilg'i ishlab chiqarish uchun prekursor sifatida ishlatilishi mumkin bo'lgan uglerod
birikmalarini ham ishlab chiqaradi. CO
2
ning faollashishi va konversiyasi
metall/oksid interfeysida mavjud bo'lgan ko'p funktsiyali katalitik maydonlarda
quyidagi imkoniyatlardan foydalangan holda amalga oshirilishi mumkin.
Metall nanozarrachalar va oksidni qo'llab-quvvatlash o'rtasidagi sinergiya.
Bu erda biz metall/oksid katalizatorlarida CO
2
ni C1 (CO, CH
3
OH va CH
4
)
birikmalariga gidrogenlashning mexanik tadqiqotlaridagi so'nggi yutuqlarni ko'rib
chiqamiz. Shu asosda biz murakkab reaktsiyalar tarmog'ini yaxshiroq tushunishni
ta'minlay olamiz, selektivlikni sozlashda interfeysdagi metall va oksidning tuzilishi va
birikmasini boshqarish qobiliyatini tushunamiz va faoliyatni boshqarish uchun asosiy
tavsiflovchilarni aniqlaymiz, xususan. , katalizatorlarning selektivligi. Va nihoyat, biz
CO
2
ning metall/oksid katalizatorlarida selektiv konversiyasini sozlash bo'yicha
muammolar va kelajakdagi tadqiqot imkoniyatlarini ham muhokama qilamiz.
kalit so‘zlar: metan, is gazi, vadorod, sintez gaz, nekil, cobalt, katalizator,
oksidlash, suv bug’i.
Kirish
Karbonat angidrid (CO
2
) inson faoliyati tufayli Yer atmosferasiga
chiqariladigan issiqxona gazlarining asosiy tarkibiy qismlaridan biridir. O'nlab yillar
davomida insoniyat tsivilizatsiyasi tomonidan ishlab chiqarilgan issiqxona gazlari
miqdori ortib borayotgani iqlim o'zgarishiga va okeanlarning kislotalanishiga salbiy
ta'sir ko'rsatmoqda.1,2 CO
2
emissiyasining global iqlim o'zgarishiga salbiy ta'sirini
hisobga olgan holda, CO
2
chiqaruvchi etakchi davlatlar haroratning sanoatgacha
MODERN EDUCATION AND DEVELOPMENT
Выпуск журнала №
-28
Часть–
3_
Июнь
–
2025
103
bo'lgan darajadan 1,5 °C ga oshishini cheklash uchun yaqin kelajakda CO
2
emissiyasini sezilarli darajada kamaytirishga va'da berishdi. Shunday qilib, kelajakda
atmosferaga CO
2
emissiyasi tezligi sekinroq bo'lishi prognoz qilinmoqda. Biroq,
energiya ishlab chiqarish uchun qazilma yoqilg'ilarni yoqish tufayli o'n minglab tonna
antropogen CO
2
hali ham Yer atmosferasiga doimiy ravishda chiqariladi. CO
2
ni
kamaytirish uchun o'rganilgan turli yondashuvlar orasida, CO
2
ning yuqori kaloriyali
yoqilg'iga kimyoviy o'zgarishi jozibali.3−14 CO
2
ning (vodorod orqali) yoqilg'iga
aylanishi nafaqat uning Yer atmosferasiga emissiyasini kamaytiradi, balki ko'plab
sanoat kimyoviy jarayonlarida yoqilg'i sifatida yoki prekursor sifatida ishlatilishi
mumkin bo'lgan tovar kimyoviy moddalarini ishlab chiqaradi. CO
2
ni foydali
kimyoviy moddalarga kimyoviy qayta ishlash ikki xil usul yordamida amalga
oshirilishi mumkin: (i) CO
2
ni elektrokimyoviy kamaytirish 10,16−27 va (ii) CO
2
ni
termokatalitik kamaytirish. 4,9,28−32 CO
2
ning suyuq yoqilg‘iga elektrokimyoviy
qaytarilishi xona haroratida erishiladi, CO
2
ning termokatalitik o‘zgarishi ko‘pincha
200−300 °C oralig‘ida yuqori bosim va ko‘tarilgan haroratda amalga
oshiriladi.29,30Ikkala holatda ham katalizatorlar CO
2
transformatsiyasining faolligi
va selektivligini aniqlashda hal qiluvchi rol o'ynaydi. Hozirgi istiqbolda asosiy e'tibor
CO
2
ning C1 kimyoviy moddalariga termokatalitik o'zgarishiga qaratilgan. Yerda
keng tarqalgan katalitik materiallardan foydalangan holda uglerod neytral energiyani
aylantirish va saqlashda CO
2
ning katalitik faollashuvining ahamiyati bir nechta
so'nggi sharhlar va istiqbolli maqolalarda ta'kidlangan. CO
2
uchun turli katalizatorlar
va ularning faoliyatini umumlashtirdi teskari suv-gaz almashinuvi (RWGS) orqali
yoqilg'iga aylantirish reaktsiya. Dorner va boshqalar.32 CO
2
ni qo'shimcha qiymatli
uglevodorodlarga aylantirishda o'zgartirilgan Fischer-Tropsch (FT) katalizatorlarini
ko'rib chiqdi. Porosoff va boshq.15 CO
2
ni CO, CH
3
OH va engil alkanlar va
olefinlarga aylantirish uchun ishlatiladigan turli katalizatorlar haqida umumiy
ma'lumot berdi. Rodriges va boshqalar. Yaqinda u katalitik CO
2
→ CH
3
OH o'zgarishi
uchun metall/oksid interfeysining muhimligini ta'kidladi33, bu CO
2
konversiyasi
uchun katalitik faollik metall/oksid va metall/karbid interfeyslarida sezilarli darajada
oshishi mumkinligini ko'rsatdi
MODERN EDUCATION AND DEVELOPMENT
Выпуск журнала №
-28
Часть–
3_
Июнь
–
2025
104
Tadqiqot usuli:
Katalitik faollikdan tashqari, CO
2
konversiyasining
selektivligi amalda bir xil yoki undan ham muhimroqdir. Bizning bilganimizdek, CO
2
konversiyasining selektivligini nazorat qilish uchun metall/oksid interfeysining
muhim roli tanqidiy ko'rib chiqilmagan. Joriy istiqbol selektiv CO
2
gidrogenatsiyasiga erishish uchun metall/oksid interfeyslarini loyihalashda umumiy
tendentsiyalarni, shuningdek, qiyinchiliklar va imkoniyatlarni aniqlashga qaratilgan.
CO
2
gidrogenatsiyasi uchun reaktsiya tarmog'ining murakkabligi tufayli (1-rasm) bir
nechta mahsulotlar hosil bo'lishi mumkin va mahsulotlarni ajratish amaliy dasturlarda
juda qimmatga tushishi mumkin. Hozirgi Perspektiv metall/oksid interfeysidagi
sinergik o'zaro ta'sirlar reaktsiya mexanizmlarini va o'z navbatida CO
2
gidrogenatsiyasining selektivligini qanday sozlashi mumkinligini pastdan yuqoriga
ko'rsatadi. Odatda katalizatorning faolligi, in situ, operando eksperimental texnikasi
va nazariy hisob-kitoblardan foydalangan holda so'nggi tadqiqotlarga ko'ra,
metall/oksid interfeysida mavjud bo'lgan bir nechta katalitik maydonlar bilan bog'liq,
bunda bifunksional28,37-40 va/yoki elektron effektlar41-46 hissa qo'shadi.
bog'lanish kuchini o'zgartiring. Metall/oksid interfeysi reaksiya oraliq moddalarining
adsorbsiyasi uchun bir nechta joylarni ta'minlaydi. Ba'zi hollarda, 28,38,47−49
Shakl 1. CO
2
gidrogenatsiyasining CO, CH
3
OH va CH
4
ga mumkin bo'lgan
reaktsiya
yo'llari.
*(X)
adsorbsiyalangan
turlarni
bildiradi.
Metall
nanozarrachalardagi metall joylari va oksidlarning M+ yoki O2− joylarining bir
vaqtda ishtirok etishi asosiy reaksiya oraliq moddalarini, masalan, *CO2, *CxHy va
MODERN EDUCATION AND DEVELOPMENT
Выпуск журнала №
-28
Часть–
3_
Июнь
–
2025
105
*CxHyOz turlarini barqarorlashtirish uchun kuzatiladi. Shu munosabat bilan, metall
/ oksid interfeysi ikki funktsiyali. Elektron effekt metall va oksid qo'llab-quvvatlashi
o'rtasidagi kuchli o'zaro ta'sir tufayli metall / oksid interfeysida noyob elektron
xususiyatlarni yaratadi, bu har bir komponentdan farq qilishi mumkin va CO
2
faollashishi va uning keyingi o'zgarishi uchun mos bo'lishi mumkin. Biroq, bir
vaqtning o'zida yuzaga kelishi mumkin bo'lgan bu ikki ta'sirni ajratib olish oson
emas.50,51.Bu erda biz CO
2
gidrogenatsiyasining C1 uglerod birikmalariga: uglerod
oksidi (CO), metanol (CH
3
OH) va metan (CH
4
) ga mahsulot selektivligini aniqlashda
metall/oksid interfeysidan foydalangan holda katalizator selektivligiga e'tibor
qaratamiz. Biz birinchi navbatda CO, CH
3
OH va CH
4
hosil qilish uchun selektiv
bo'lgan oksid bilan qo'llab-quvvatlanadigan metall katalizatorlarning faolligi va
reaktsiya mexanizmlarini umumlashtiramiz. Shundan so'ng, CO
2
gidrogenatsiyasiga
nisbatan yuqori faollik va selektivlikka erishish uchun metallar va oksidlarning mos
kombinatsiyasini tanlash orqali metall/oksid interfeyslarini oqilona loyihalash uchun
qiyinchiliklar va imkoniyatlar haqida muhokama qilinadi.
Natijalar va ularning muxokamasi:
CO RWGS reaktsiyasi orqali CO2
gidrogenatsiyasining eng oddiy C1 mahsulotidir, CO
2
(g) + H
2
(g) → CO (g) + H
2
O
(g). CO CH
3
OH sintezi va FT jarayonida uzunroq zanjirli uglevodorodlarni ishlab
chiqarish uchun ishlatilishi mumkin bo'lgan qimmatli kashshof molekuladir. Turli
metallar, jumladan, qimmatbaho metallar Pt,52−55 Pd,56 Rh,57 va Au58,59 hamda
oksidlarda qo‘llab-quvvatlanadigan qimmatbaho metallar Cu,60−66 Fe,67 va
Ni68−71 CO hosil bo‘lishida faol ekanligi xabar qilingan (jadval). 1). Cu RWGS
reaktsiyasi uchun keng o'rganilgan metall katalizatorlardan biri bo'lib, uning CO
2
gidrogenatsiyasi uchun katalitik faolligi uning dispersiyasi, sirt morfologiyasi va
zarrachalar hajmiga sezgir ekanligi aniqlangan. ZnO qo'llab-quvvatlash CO.7 hosil
qilish uchun CO
2
gidrogenatsiya reaktsiyasi uchun yuqori faollik ko'rsatdi. Pt,
shuningdek, CO ni ishlab chiqarish uchun RWGS reaktsiyasini rag'batlantirish uchun
katalizator sifatida keng tarqalgan. Misol uchun, Pt/g-Al
2
O
3
shunga o'xshash Pt
yuklanishida va CO
2
konvertatsiyasida Pt/CeO
2
ga qaraganda kamroq faol va CO ga
nisbatan ko'proq tanlab olingan. Rh qachon RWGS reaktsiyasi uchun yana bir faol
MODERN EDUCATION AND DEVELOPMENT
Выпуск журнала №
-28
Часть–
3_
Июнь
–
2025
106
metal edi turli tayanchlarda yotqizilgan (MgO, Nb
2
O
5
, ZrO
2
va TiO2, 1-jadval). CO
2
:
H
2
ning ikki xil nisbati uchun 200 ° C (2-rasm). Bundan tashqari, Rh/TiO2 bo'yicha
CO va CH
4
selektivligi o'rtasidagi miqdoriy saytga xos korrelyatsiya diffuz aks
ettiruvchi infraqizil Furye transform spektroskopiyasi (DRIFTS) o'lchovlari
yordamida xabar qilindi. RWGS reaktsiyasi faqat izolyatsiya qilingan Rh atomi
joylarida sodir bo'lgan, CO
2
metanatsiyasi reaktsiyasi Rh nanozarralari bilan o'zaro
ta'sirlashgan Rh atomlarida sodir bo'lgan.75 PtNi, PtCo va PdNi kabi bimetalik
katalizatorlar ham CO
2
gidrogenatsiyasi uchun o'rganilgan. CO.73,76 gacha 2-jadval
natijalari shuni ko'rsatdiki, bimetalik katalizatorlar bir xil oksid tayanchlarida
yotqizilgan monometalik katalizatorlarga qaraganda yuqori faollik va CO
selektivligini ko'rsatdi.73 RWGS reaktsiyasi orqali CO
2
ning CO ga gidrogenatsiyasi
karboksil (*HOCO) oraliq mahsuloti orqali davom etishi mumkin (1-rasm). Shu bilan
bir qatorda, *CO
2
to'g'ridan-to'g'ri C−O bog'lanish yo'li orqali *CO + *O ga ajralishi
mumkin va hosil bo'lgan *CO CO (g) mahsuloti sifatida desorblanishi mumkin.
Zichlikning funktsional nazariyasi (DFT) hisob-kitoblari shuni ko'rsatdiki, CO
2
faollashtirilgan va metall/oksid interfeysida C atomi * CO
2
ning metall joyiga va CO
2
ning O atomlaridan biri metall kationiga (M+) bog'langan konfiguratsiya orqali
bog'langan. ) turli oksidli tayanchlar uchun oksid tayanchining, masalan, SiO
2
, Al
2
O
3
,
TiO
2
, CeO
2
, ZrO
2
, In
2
O
3
va ZnO.28,38,47−49,77−80 Metall joylarda molekulyar H2
ning dissotsiatsiyasi nisbatan oson kechdi va vodorod atomlarining metall
maydonlaridan oksid tayanchlariga, masalan, SiO
2
, TiO
2
, ZrO
2
ga oqib chiqishi ham
kuzatildi, bu gidroksillangan oksid yuzalarini hosil qildi.81,82 Ayrim hollarda. ,
masalan, Pt/SiO
2
51 va Cu/TiO
2
, 38 *CO
2
gidrogenatsiyadan o‘tdi va *HOCO hosil
bo‘ldi.
Jadval 1. Metal/oksid katalizatorlarida CO2 konversiyasi va selektivligi
bilan reaksiya sharoitlarining qisqacha tavsifi
MODERN EDUCATION AND DEVELOPMENT
Выпуск журнала №
-28
Часть–
3_
Июнь
–
2025
107
metall yoki metall/oksid oraliq joylarida *CO hosil qilish uchun
dissotsiatsiyalanadi. *HOCO ning nisbatan kuchliroq bog'lanishi uning faollashuv
energiyasining pastligi bilan ajralib chiqishi uchun zarur edi. Boshqa hollarda,
masalan, Cu/ZrO2, 48 *CO2 afzal dissotsiatsiya
Shakl
2. Oborot chastotasi (TOF) o'zgarish tezligi (d(TOF)/dt) uchun har ikkala reaktsiya
yo'llari 200 ° C da o'lchangan wt% Rh funktsiyasi sifatida va ozuqa nisbati (a)
MODERN EDUCATION AND DEVELOPMENT
Выпуск журнала №
-28
Часть–
3_
Июнь
–
2025
108
0,25CO
2
:H
2
va (b) 10CO
2
:H2. RWGS TOF uchun o'zgarish stavkalari ko'k nuqtalarda
va metanatsiya TOF qizil nuqtalarda ko'rsatilgan. Vizual ravshanlik uchun
ma'lumotlarga chiziqli mosliklar qo'shiladi. Ref 75 ruxsati bilan qayta ishlab
chiqarilgan. Mualliflik huquqi 2015 Amerika Kimyo Jamiyati. DFT va ko'ra uning
gidrogenlash ustidan reaktsiya kinetik Monte-Karlo (KMC) tadqiqoti Oksid qo'llab-
quvvatlovchilarning tabiati CO
2
bilan bog'lanishda bevosita ishtirok etish orqali CO
2
konversiyasiga nisbatan metall/oksid katalizatorlarining faolligiga ta'sir qiladi.
Faoliyat nuqtai nazaridan oksidning qaytaruvchanligi muhim ahamiyatga ega,55 va
O-bo'shligi mavjudligi CO
2
adsorbsiyasi uchun joyni ta'minladi, bu esa aks holda
qiyin bosqichdir.83−87 Pt/SiO
2
da, qaytarilmas tayanch, O vakansiyalari hosil bo'lishi
qiyin edi va CO
2
Pt-SiO
2
interfeysida zaif bog'langan; farqli o'laroq, TiO
2
bo'yicha O
bo'sh o'rni mavjudligi, kamaytiriladigan yordam ko'p narsani ta'minladi
CO
2
uchun kuchliroq bog'lanish (3-rasm).51
Shakl 3. (a) Pt/SiO2 va (b) Pt/ da CO
2
ning adsorbsion geometriyasi.
TiO
2
. Ref 51 ruxsati bilan qayta ishlab chiqarilgan. Mualliflik huquqi
2016 Elsevier
Pt/TiO
2
dagi CO
2
Pt/SiO2 bilan solishtirganda, ehtimol, Pt/TiO
2
da CO
2
ning
CO ga aylanishining eksperimental kuzatilgan yuqori faolligi uchun javobgardir. 51
Selektivlikka ta'siri ko'proq CO.28,88,89 bog'lanishiga bog'liq. Xuddi shunday CO
selektivligi Pt/TiO2 va Pt/SiO2 da kuzatildi, chunki har ikkala katalizatorda CO
asosan Pt bilan o'zaro ta'sir qiladi va CO bog'lanish energiyasidagi o'xshashlik.
Pt/oksidlardan tashqari, CO selektivligini aniqlashda CO bog'lanishining ahamiyati
Pt qotishmasi/oksidlari va Cu/oksidlari uchun ham kuzatilgan.38,39 Atrof-muhit
MODERN EDUCATION AND DEVELOPMENT
Выпуск журнала №
-28
Часть–
3_
Июнь
–
2025
109
bosimi rentgen-fotoelektron spektroskopiyasi (APXPS) va model sirtlari uchun DFT
hisoblarining kombinatsiyasi va transmissiya elektron mikroskopiyasi (TEM),
Fourier transform infraqizil (FTIR) spektroskopiyasi, DRIFTS va tegishli kukunli
katalizatorlar uchun kengaytirilgan rentgen yutilish nozik strukturasi (EXAFS)
tahlillari yordamni TiO2 dan CeO
2
va ZrO
2
ga o'zgartirish CO
2
gidrogenatsiyasiga
ta'sir qilmasligini ko'rsatdi. PtCo qotishmasining yo'li; ammo, CO selektivlik katta
ta'sir ko'rsatdi.39 PtCo/oksid katalizatorlarida CO2 gidrogenatsiyasi paytida qayd
etilgan FTIR spektrlarini ko'rsatadi. 2358 sm−1 da n(C=O) tebranish rejimlari 2170
sm−1 da n(C=H) va 3016 sm−1 da n(C=H) ishlatilgan. mos ravishda CO2, CO va
CH
4
mavjudligini kuzatish. PtCo/TiO
2
da CO ga mos keladigan o'tkir tarmoqli edi.
CO2ni CH GA GIDROGENLASH
H
2
orqali CO
2
ni CH
4
ga aylantirish yoki CO2 metanatsiyasi, CO2(g)+
4H
2
(g) → CH4(g) + 2H
2
O(g), sintetik tabiiy gaz ishlab chiqarishning
istiqbolli usuli hisoblanadi. 1-jadvalda jamlanganidek, turli oksidlarda qo'llab-
quvvatlanadigan Ni katalizatorlari, SiO2, 118,119 Al
2
O
3
, 120−123 TiO
2
, 124 CeO
2
,
125−127 va ZrO
2
127,128 CO
2
metanatsiyasi reaktsiyasini rag'batlantirishi
ko'rsatilgan. Ni asosli katalizatorlarning faolligi
MODERN EDUCATION AND DEVELOPMENT
Выпуск журнала №
-28
Часть–
3_
Июнь
–
2025
110
Shakl 12. RWGS + CO-Hydro va format yo'llari orqali (a) Ti3O6H6/Cu(111)
va (b) Zr3O6H6/Cu(111) da CO2(g) ning CH3OH(g) ga gidrogenatsiyasi uchun
potentsial energiya diagrammalari. TS” o'tish holatiga mos keladi. ref38 ruxsati bilan
qayta ishlab chiqarilgan. Mualliflik huquqi 2016 Amerika kimyo jamiyati
Shakl 13. Al
2
O
3
tomonidan qo'llab-quvvatlanadigan Cu
4
klasterlarida CO
2
ni
CH
3
OH, CO va CH
4
ga kamaytirishning hisoblangan reaktsiya yo'llari. O'qishni
MODERN EDUCATION AND DEVELOPMENT
Выпуск журнала №
-28
Часть–
3_
Июнь
–
2025
111
yaxshilash uchun "H2" boshlang'ich holatdan keyin yorliqlardan olib tashlandi. Ref
117 ruxsati bilan qayta ishlab chiqarilgan. Mualliflik huquqi 2015 Amerika Kimyo
Jamiyati. CO
2
uchun metanatsiya ikkinchi metallar yoki boshqa oksidlar qoʻshilishi
bilan taʼminlanishi aniqlandi.93,129,130 Masalan, qimmatbaho metallar Rh yoki Ru
va Ni oʻrtasidagi sinergiya Ni asosidagi CexZr1−xO2 katalizatorlarining faolligi va
selektivligi boʻyicha ham kuzatildi.129 Bundan tashqari, Ni yuklanishi ham faollikda
va CO
2
metanatsiyasi uchun selektivlikda katta rol o'ynadi. Yaqinda o'tkazilgan
eksperimental tadqiqot shuni ko'rsatdiki, Ni/g-Al
2
O
3
katalizatorining CO
2
konversiyasi va CH
4
selektivligi Ni tarkibiga ta'sir qiladi va Ni yuklanishining
og'irligi 20% eng yuqori faollik va selektivlikni ko'rsatdi.120 Oksidlarda qo'llab-
quvvatlanadigan Ru130−140 va Rh75,141 (1-jadval) ham keng o'rganildi. Ru/TiO2
katalizatorlarida HRSTEM va XPS o'lchovlari SMSI tufayli Ru zarralarining TiO2
qo'llab-quvvatlashi bilan inkapsulyatsiyasini ko'rsatdi. Vaqt o'tishi bilan in situ
EXAFS o'lchovlari H
2
O ning mavjudligi CO
2
adsorbsiyasi va dissotsiatsiyasi uchun
OH guruhini rag'batlantirish tufayli Ru/TiO
2
katalizatorlarining CH4 selektivligini
oshirganligini ko'rsatdi. Ni, Co yoki Pd.131 doping bilan bog'liq. Ikkilamchi oksid
yoki metall komponentni qo'shishning umumiy tezlikka ta'sir etuvchi ta'siri,
shuningdek, Ru/Al
2
O
3
uchun mos ravishda CeO
2
130 va Pd/SiO
2
qo'shilishi bilan
Mg,93 qo'shilishi bilan kuzatilgan. CO2ni CH4 ga gidrogenlashning mumkin bo'lgan
yo'llari 1-rasmda jamlangan. 39,51,124,132,139,140,143−145 CH
4
hosil bo'lishi
to'g'ridan-to'g'ri C−O bog'lanishi, RWGS + CO-Hydro va format yo'llari orqali sodir
bo'lishi mumkin. To'g'ridan-to'g'ri C−O bog'lanish yo'li bo'ylab *CO
2
*CO va *O ga
ajraladi va hosil bo'lgan *CO *O va *C ni hosil qilish uchun dissotsiatsiya
reaktsiyasidan o'tadi, keyinchalik u CH
4
ga vodorodlanadi. 14Shu bilan bir qatorda,
*CO ni *CH + *O ga ajraladigan *HCO ga gidrogenlanishi mumkin va *CH CH4 ga
vodorodlanadi. 124 RWGS + CO-Hydro yo'li bo'ylab *HCOH, *H
2
COH yoki *H
3
CO
ning C−O bog'lanishi CHx ni hosil qilish uchun keyingi gidrogenatsiya
reaktsiyalariga duchor bo'lgan CHx turlarining shakllanishiga olib keladi. Format
yo'li bo'ylab CH
4
hosil bo'lishi H
2
COH yoki H3CO dagi C-O bog'lanishi orqali sodir
bo'ladi.51 Shuning uchun CH
4
selektivligi
MODERN EDUCATION AND DEVELOPMENT
Выпуск журнала №
-28
Часть–
3_
Июнь
–
2025
112
Oxir oqibat, HxCO turlaridagi C-O bog'lanishining ajralishi va ularning
gidrogenatsiya reaktsiyalari o'rtasidagi raqobat bilan aniqlanadi.39,51 Shunday qilib,
barcha uchta yo'l bo'ylab HxCO turlarining C-O bog'lanish ajralishi muhim
bosqichdir
va
ehtimol
umumiy
CH
4
selektivligini
aniqlaydi.
CO
2
gidrogenatsiyasidaMetall/oksid katalizatorlarida CO va CH
3
OH ishlab chiqarish
bo'yicha mexanik tadqiqotlar bilan solishtirganda, CH
4
ishlab chiqarishga kamroq
e'tibor qaratildi. Ni/g-Al
2
O
3
katalizatorlarida CO
2
metanatsiyasining kinetikasi C−O
bog‘lanishning to‘g‘ridan-to‘g‘ri ajralish yo‘liga mos kelishi aniqlandi, bunda tezlikni
cheklovchi bosqich adsorbsiyalangan *CO.121 ning keyingi dissotsiatsiyasi edi.
Ru(0001) da CO
2
metanatsiyasining batafsil mexanizmlari qoʻshma DFT hisob-
kitoblari va mikrokinetik modellashtirish yoʻli bilan oʻrganildi.146 Aniqlanishicha,
CH
4
hosil boʻlishi birinchi navbatda *CO
2
ning *CO+*O ga toʻgʻridan-toʻgʻri
dissotsiatsiyasi, soʻngra bir necha bosqichlardan iborat: gidrogenatsiyalash orqali
sodir boʻlgan. *CO dan *HCO ga, *HCO ning *CH + *O ga dissotsilanishi va *CH
ni gidrogenlanishi *CH
4
ga. * HCO ning *CH + * O ga dissotsilanish reaktsiyasi st
Pt/oksid va Cu/oksid katalizatorlarida CH
4
hosil bo'lish mexanizmi yaxshi
tasvirlangan, ammo katalizatorlar CO yoki CH
3
OH ga nisbatan yuqori selektiv
bo'lgan.51,117 Pt/CeO
2
yoki Pt/ZrO
2
ga ikkilamchi Co komponentining qo'shilishi
selektivlikni ko'proq sozlagan. CH
4
CO bo'lmaganidan ko'ra, CO hali ham asosiy
mahsulot bo'lib kelgan.39 DFT hisob-kitoblariga ko'ra, CH
4
hosil bo'lishi RWGS
reaksiyasi orqali PtCo/oksid interfeysidagi *H
3
CO oraliq mahsuloti orqali sodir
bo'lgan (14-rasm).39H
3
CO oraliq mahsulotining mavjudligini DFT bashorati a
PtCo/ZrO
2
kabi PtCo/oksidlarda CH
4
hosil bo‘lishining kashshofi ham
tegishli tajribalarda tasdiqlangan.39 13-rasmda ko‘rsatilganidek, *H
3
CO ham CH
4
ishlab chiqarish uchun C−O bog‘lanishining kashshofi bo‘lgan. Cu
4
/Al
2
O
3
bo'yicha;
ammo, C-O bog'lanish yorilishi raqobat qila olmadi
Shakl 14. Model gidroksillangan Ti
3
O
6
/PtCo(111) (a) va Zr
3
O
6
/PtCo(111) (b)
sirtlarida RWGS + CO-Hydro yo'llari CO va CH
4
sintezlovchi potentsial energiya
diagrammalari. Ref 39 ruxsati bilan qayta ishlab qayta ishlash. Mualliflik huquqi 2016
Wile
MODERN EDUCATION AND DEVELOPMENT
Выпуск журнала №
-28
Часть–
3_
Июнь
–
2025
113
*H
3
CO ning gidrogenlanishi bilan, natijada CH
3
OH hosil bo'ldi CO
2
gidrogenatsiyasining asosiy mahsuloti.117
Umuman olganda, metall/oksid katalizatorida CO
2
metanatsiyasining bir
necha bosqichlari RWGS + CO-Hydro va CH
3
OH hosil bo'lishi uchun format
yo'llaridagi bosqichlarga o'xshaydi. CO
2
gidrogenatsiyasining CH
3
OH yoki CH
4
ga
nisbatan selektivligi birinchi navbatda C-O bog'lanish yo'llari va HxCO turlarining
gidrogenatsiyasi o'rtasidagi raqobat bilan belgilanadi. CO
2
gidrogenatsiyasida
metall/oksid katalizatorlarining selektivligini CH
3
OH ga emas, balki CH
4
ga sozlash
uchun metall/oksid interfeyslari C−O bog‘lanishini osonlashtirish uchun HxCO
turlarini bog‘lashni kuchaytirishi kerak.
Kesish.
XULOSA
CO
2
ning kimyoviy transformatsiyasi, ammo uning yuqori termokimyoviy
barqarorligi tufayli qiyin bo'lsa-da, CO
2
dan foydalanish va energiyani kimyoviy
energiya shaklida saqlashning potentsial usullaridan biridir. Eksperimental va
atomistik nazariy simulyatsiyalarga asoslangan so'nggi yutuqlar shuni ko'rsatdiki,
CO
2
faollashtirilib, keyinchalik metall/oksid interfeysida mavjud bo'lgan ko'p
funktsiyali katalitik maydonlardan foydalangan holda metall/oksid katalizatorlarida
C1 uglerod birikmalariga gidrogenlanadi.28,38,39Metall/oksid interfeysidagi asosiy
reaksiya oraliq moddalarining bog‘lanish kuchlari CO
2
gidrogenlash reaksiyalarida
reaksiya yo‘llari va selektivligini aniqlab berishi ko‘rsatilgan. Oksidlar o'rtacha
harorat va bosimlarda qo'llab-quvvatlanadigan Au, Pd, Cu katalizatorlarida CO
2
ning
CO va/yoki CH
3
OH ga aylanishiga yordam berishi aniqlandi.
ADABIYOTLAR
1. Kuyboqarov O., Anvarova I., Abdullayev B. RESEARCH OF THE CATALYTIC
PROPERTIES OF A CATALYST SELECTED FOR THE PRODUCTION OF
HIGH-MOLECULAR WEIGHT LIQUID SYNTHETIC HYDROCARBONS
FROM SYNTHESIS GAS //Universum: технические науки. – 2023. – №. 10-7
(115). – С. 28-32.
MODERN EDUCATION AND DEVELOPMENT
Выпуск журнала №
-28
Часть–
3_
Июнь
–
2025
114
2. Kuyboqarov O., Egamnazarova F., Jumaboyev B. STUDYING THE ACTIVITY
OF THE CATALYST DURING THE PRODUCTION PROCESS OF SYNTHETIC
LIQUID HYDROCARBONS //Universum: технические науки. – 2023. – №. 11-7
(116). – С. 41-45.
3. Муртазаев Ф.И., Неъматов Х.И., Бойтемиров О.Э., Куйбакаров О.Э., &
Каршиев М.Т. (2019). ПОЛУЧЕНИЕ КОМПОЗИЦИЙ НА ОСНОВЕ СЕРЫ И
НИЗКОМОЛЕКУЛЯРНОГО ПОЛИЭТИЛЕНА
ДЛЯ
ДОРОЖНЫХ И
СТРОИТЕЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ. Международный академический вестник,
(10), 102-105.
4. Муртазаев Ф.И., Неъматов Х.И., Бойтемиров О.Э., Куйбакаров О.Э., &
Каршиев
М.Т.
(2019).
ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ
СВОЙСТВА
СИНТЕЗИРОВАННЫХ
ОЛИГОМЕРОВ
ДЛЯ
ОБЕССЕРИВАНИЯ
ПРИРОДНОГО ГАЗА ОТ СЕРОВОДОРОДА. Международный академический
вестник, (10), 105-107.
5. Boytemirov O., Shukurov A., Ne’matov X., & Qo’yboqarov O. (2020). Styrene-
based organic substances, chemistry of polymers and their technology. Результаты
научных исследований в условиях пандемии (COVID-19), 1(06), 157-160.
6. Куйбокаров О., Бозоров О., Файзуллаев Н., Хайитов Ж., & Худойбердиев
И.А. (2022, June). Кобальтовые катализаторы синтеза Фишера-Тропша,
нанесенные на Al2O3 различных полиморфных модификаций. In E Conference
Zone (pp. 349-351).
7. Куйбокаров О.Э., Бозоров О.Н., Файзуллаев Н.И., & Нуруллаев А.Ф.У.
(2022).
КАТАЛИТИЧЕСКИЙ
СИНТЕЗ
ВЫСОКОМОЛЕКУЛЯРНЫХ
УГЛЕВОДОРОДОВ ИЗ СИНТЕЗ-ГАЗА В ПОЛИФУНКЦИОНАЛЬНОМ
КАТАЛИЗАТОРЕ. Universum: технические науки, (1-2 (94)), 93-103.
8. Куйбокаров О.Э., Бозоров О.Н., Файзуллаев Н.И., & Хайдаров О.У.У. (2021).
СИНТЕЗ ВЫСОКОМОЛЕКУЛЯРНЫХ УГЛЕРОДОВ ИЗ СИНТЕТИЧЕСКОГО
ГАЗА ПРИ УЧАСТИИ CO-FE-NIZRO2/ВКЦ (ВЕРХНИЙ КРЫМСКИЙ
ЦЕОЛИТ). Universum: технические науки, (12-4 (93)), 72-79.
MODERN EDUCATION AND DEVELOPMENT
Выпуск журнала №
-28
Часть–
3_
Июнь
–
2025
115
9. Қуйбоқаров О.Э., Шобердиев О.А., Рахматуллаев К.С., & Муродуллаева Ш.
(2022). ПОЛИОКСИДНЫЕ КАТАЛИЗАТОРЫ ПЕРЕРАБОТКИ МЕТАНА В
СИНТЕЗ ГАЗ. Central Asian Research Journal for Interdisciplinary Studies
(CARJIS), 2(5), 679-685.
10. Rustamovich O.N., Ergashovich K.O., Khujanazarovna K.Y., Ruzimurodovich
K.D., & Ibodullaevich F.N. (2021). Physıcal-Chemıcal and Texture Characterıstıcs of
Coate-Fe-Ni-ZrO2/YuKS+ Fe3O4+ d-FeOON. Turkish Online Journal of Qualitative
Inquiry, 12(3).
11. О.Э.Куйбокаров.,Т.Х.Сайфуллаев Kонверсия метана в карбонат на
молибденовых и цирконийных катализаторах Universum: технические науки.
Выпуск: 12(117) Декабрь 2023 год.
12. О.Э.Куйбокаров. Контроль качества препарата самарий153sm-оксобифор
Universum: технические науки. Выпуск: 3 (120) март 2024 год.
13. Qo‘yboqarov O.E. Metаnni kаrbоnаtli kоnversiyаlаnishi Sanoatda raqamli
texnologiyalar 2(1). (2024).
14. Oybek Kuybokarov, Muradulla Karshiyev, Ganisher Rakhimov, Research of the
catalytic properties of a catalyst selected for the production of high-molecular weight
liquid synthetic hydrocarbons from synthesis gas E3S Web Conf. III International
Conference on Actual Problems of the Energy Complex: Mining, Production,
Transmission, Processing and Environmental Protection (ICAPE2024) Volume 498,
2024.
