Механизъм на сорбция на СО2 и H2 в порести материали

 ДФНИ-КП-06 Н59/5

Работен пакет 1. Снабдяване с образци (закупуване, синтез и модифициране).

–  Деалуминирани зеолити. 
–  Мезопорести материали от SiO2. Ще бъдат синтезирани MCM-41 и SBA-15.

–  Мезопорест CeO2
–  Йонообменени зеолити.
–  Нанесени амини.

Работен пакет 2: Първоначално охарактеризиране

Първоначалното охарактеризиране на наличните образци ще започне още със стартирането на проекта, след което ще бъдат охарактеризирани новосинтезираните образци. По този начин ще се осъществява контрол върху получените материали. Основни структурни методи в случая ще са РФА и ТЕМ. Специално внимание ще бъде отделяно на разпределението на порите по размер. Катион-обменените материали и системите, базирани на CeO2, ще бъдат изследвани и с ТПР.

Работен пакет 3. Охарактеризиране с молекули-сонди

Целта на тези изследвания ще бъде получаване на информация за повърхностната киселинност и основност.

За определяне на повърхностната протонна киселинност ще бъде използвано комбинирано изучаване на адсорбцията на СО и N2 при 100 К.  Люисовата сиселинност на образците ще бъде определяна посредством адсорбцията на трите молекули (CO, N2, CD3CN). По-детайлна информация за евентуално образуване на поликарбонили ще бъде получавана посредством нискотемпературна коадсорбция на 12CO и 13CO. Като допълнителна информация от дейността по проекта се очаква да се получат данни доколко порестатата структура на адсорбента влияе върху референтните честоти на използваните молекули-сонди.

Посредством квантово-химични изчисления ще бъдат моделирани комплекси на металните катиони в порестите материали с молекулите-сонди. Изчислените вибрационни честоти на молекулите-сонди в оптимизираните комплекси ще бъдат сравнени с получените експериментални ИЧ ивици.

Работен пакет 4:  Адсорбция на СО2 в отсъствие и присъствие на вода

С цел определяне на референтните честоти на CO2, адсорбцията му ще бъде изучена върху инертни материали с
определени размери на порите и ще бъда сравнена с адсорбцията върху непорести материали със същия или сходен химичен състав (SiO2, CeO2, COVs).

Паралелно с експерименталите измервания ще бъдат провеждани теоретични изчисления, като резултатите от двата метода ще бъдат периодично сравнявани и обсъждани.

Работен пакет 5:Адсорбция на водород

Друга основна цел на проекта е изучаване на адсорбцията на H2. Тъй като водородът се адсорбира значително по-слабо от CO2, адсорбцията му ше бъде изучавана при ниски температури. С цел установяване на дипол-диполни и други адсорбат-адсорбат взаимодействия, ще бъде изучавана и адсорбцията на H2-D2 изотопни смеси.

Получените експериментални резултати ще бъдат периодично сравнявани с резултатите от теоретичните измервания.

Работен пакет 6: Обобщение и разпространение на резултатите.

В резултат на непрекъснатото развитие на съвременните технологии, днес съществува изобилие от възможности и начини за разпространение на резултатите и данните, получени в резултат от научно-изследователска дейност.

Работен пакет 7: Управление на проекта. 

Ефективното управление и добра координация на дейностите са от решаващо значение за успешното изпълнение на проекта. Като се вземат предвид успешните практики и специфичните особености на проекта, ще бъде приложено следното управление, включващо две различни задачи: (i) организационен и научен мениджмънт и (ii) финансов мениджмънт.