Σύνθεση και χαρακτηρισμός καινοτόμων καταλυτικών συστημάτων για την αναβάθμιση/μετατροπή του αερίου σύνθεσης προς οξυγονούχες ενώσεις - βιοκαύσιμα:
Creators: name: Λιακάκου, Ελένη Θεόδωρου
Publisher: name: Aristotle University of Thessaloniki
Year: 2013
Subjects: Κατάλυση
Βιοκαύσιμα
Ενεργοί άνθρακες
Catalysis
Biofuels
Activated Carbons

description: Στην παρούσα εργασία γίνεται μελέτη της καταλυτικής συμπεριφοράς του ενεργού άνθρακα (Activated Carbon - AC) ως φορέα καταλυτών μολυβδαινίου-νικελίου ενισχυμένων με κάλιο στην αντίδραση υδρογόνωσης του μονοξειδίου του άνθρακα προς οξυγονούχες ενώσεις (διμεθυλαιθέρα και αλκοόλες), κυρίως όμως προς ανώτερες αλκοόλες C2-C6OΗ. Η μελέτη περιλαμβάνει τη διερεύνηση του τύπου του AC και του ρόλου του κάθε ενεργού μετάλλου (Ni και Mo) στα φυσικοχημικά χαρακτηριστικά και την καταλυτική συμπεριφορά, όσον αφορά τη μετατροπή του CO και την εκλεκτικότητα στα διάφορα προϊόντα της αντίδρασης. Όσον αφορά την επίδραση του διαφορετικού τύπου ενεργού άνθρακα ως φορέα, στα αποτελέσματα της καταλυτικής υδρογόνωσης του CO, βρέθηκε ότι η αυξημένη ειδική επιφάνεια του φορέα AC2 οδηγεί σε αύξηση της ενεργότητας λόγω καλύτερης διασποράς της ενεργής φάσης, η οποία βοηθά ώστε το Μο να διατηρείται σε υψηλότερη οξειδωτική κατάσταση κατά τη διάρκεια της αντίδρασης, φάση η οποία είναι η ενεργή για τη σύνθεση αλκοολών, σε συμφωνία με τα αποτελέσματα TPR-H2. Τα κύρια προϊόντα της αντίδρασης είναι διμεθυλαιθέρας, γραμμικοί κορεσμένοι υδρογονάνθρακες με 1-8 άτομα άνθρακα και γραμμικές αλκοόλες με 1-6 άτομα άνθρακα. Ο τύπος άνθρακα επηρεάζει και την κατανομή των προϊόντων στα δύο καταλυτικά υλικά και ιδιαίτερα την εκλεκτικότητα της μεθανόλης. Για την μελέτη της επίδρασης του κάθε μετάλλου, παρασκευάστηκαν και δοκιμάστηκαν στην αντίδραση μονομεταλλικοί καταλύτες Ni και Mo υποστηριγμένοι στο φορέα AC1. Οι δύο μονομεταλλικοί καταλύτες δεν παρουσιάζονται ιδιαίτερα ικανοί να υδρογονώσουν το μονοξείδιο του άνθρακα σε σχέση με το διμεταλλικό καταλύτη για τις συνθήκες που εξετάστηκαν, υποδεικνύοντας ότι η συνέργεια Ni-Mo είναι απαραίτητη για τον σχηματισμό ανώτερων αλκοολών και οξυγονούχων ενώσεων σε ικανοποιητικά ποσοστά.
description: The main objective of the present thesis is the investigation of the catalytic behavior of activated carbon (AC) as support for K-promoted nickel-molybdenum oxide-based catalysts in carbon monoxide hydrogenation to oxygenates (dimethylether and alcohols), focusing on higher molecular weight alcohols (C2-C6OH). The study includes investigation of the type of the AC and the role of each active metal (Ni and Mo) on the physicochemical characteristics and the catalytic performance in terms of CO conversion and selectivity towards the different products. Concerning the investigation of the AC type, used as a support, on the catalytic hydrogenation of CO, higher surface area for the AC2 support, leads in higher activity due to a better dispersion of the active phase, that helps Mo retain a higher oxidation state during reaction, in agreement with TPR-H2 results, which is the active phase for higher alcohols formation. The main reaction products are DME, hydrocarbons (C1-C8) and alcohols (C1-C6). The AC type affects the product distribution among the two catalysts and specifically methanol selectivity. The AC1 support was also used to prepare Ni and Mo monometallic catalysts in a similar manner in order to separately test the activity of each active metal and determine the synergistic effect in the reaction. Both Ni and Mo appear to be inactive in CO hydrogenation under the current experimental conditions, compared to the bimetallic system, showing that the Ni-Mo synergistic effect is mandatory in order to produce a fair amount of oxygenates.