Czasopismo | PRZEMYSŁ CHEMICZNY | Rocznik 2016 - zeszyt 10

Role of support in industrial catalytic processes. Theoretical modeling Rola nośnika w przemysłowych procesach katalitycznych. Modelowanie teoretyczne

10.15199/62.2016.10.11

Izabela Czekaj

nr katalogowy: 101504
10.15199/62.2016.10.11

A review, with 43 refs., of Ni/Al2O3 and Pd/Al2O3 catalysts used for methanation of the biomass-made biogas to MeH and its catalytic oxidn. or combustion. The catalyst support took part in surface oxidn. of metal nanoparticles to resp. metal oxides. W procesach katalitycznych istotną rolę odgrywają metale oraz ich związki. Ze względów ekonomicznych w procesach przemysłowych stosuje się zdyspergowane nanocząstki metaliczne osadzone na nośnikach. Od wielu lat prowadzone są badania wpływu nośnika na dyspersję fazy aktywnej katalizatora. Najnowsze badania wskazują jednak na bardziej istotną rolę nośnika na dynamikę procesów chemicznych katalizatorów przemysłowych. Dokonano przeglądu literatury i przedstawiono bieżący stan badań własnych związanych z wpływem nośnika Al2O3 na mechanizm przemysłowych reakcji katalitycznych z udziałem metanu. Opisano modele przekształceń metanu przy użyciu katalizatorów przemysłowych: od produkcji metanu z biomasy na katalizatorze Ni/Al2O3 po utlenienie i spalanie na kata-lizatorze Pd/Al2O3. Przedstawiono istotną rolę nośnika o złożonej strukturze geometrycznej i elektronowej na procesy chemiczne zachodzące podczas katalitycznych reakcji metanu. Wpływ nośnika katalizatora oraz utlenienia jego aktywnych nanocząstek na mechanizm reakcji katalitycznej stanowi ważny problem naukowy. Kompleksowe badania wszystkich etapów przekształceń metanu na katalizatorach przemysłowych, od produkcji metanu z biomasy na katalizatorze Ni/Al2O3 aż po jego utlenianie i spalanie na katalizatorze Pd/Al2O3, są istotne dla zrozumienia roli γ-Al2O3 jako nośnika w warunkach przemysłowych. Molekularne projektowanie roli nośnika po dzień dzisiejszy jest dużym wyzwaniem ze względu na znaczny rozmiar powierzchni nośnika, którą należy uwzględnić, modelując nanocząstkę metaliczną na nośniku. Poprzednio inne grupy badawcze1) brały pod uwagę tylko odizolowanie pojedynczych atomów metali na nośniku, co nie oddaje w pełni roli[...]

Bibliografia

[1] H. Gao, Chem. Phys. Lett. 2016, 657, 11.
[2] P. Raybaud, C. Chizallet, C. Mager-Maury, M. Digne, H. Toulhoat, P. Sautet, J. Catal. 2013, 308, 328.
[3] G. Ertl, H. Knözinger, J. Weitkamp, Handbook of heterogeneous catalysis, Wiley Company, Weinheim 1997.
[4] D. Nazimek, A. Machocki, T. Borowiecki, Adsorption Sci. Technol. 1998, 16, 747.
[5] J.P. Jacobs, L.P. Lindfors, J.G.H. Reintjes, O. Jylhä, H.H. Brongersma, Catal. Lett. 1994, 25, 315.
[6] T.J. Sarapatka, Chem. Phys. Lett. 1993, 212, 37.
[7] C.S. Shern, J.S. Tsay, T. Fu, Appl. Surf. Sci. 1996, 92, 74.
[8] R.E. Tanner, I. Goldfarb, M.R. Castell, G.A.D. Briggs, Surf. Sci. 2001, 486, 167.
[9] J.D. Carey, L.L. Ong, S.R.P Silva, Nanotechnology 2003, 14, 1223.
[10] M.C. Seemann, T.J. Schildhauer, S.M.A. Biollaz, S. Stucki, A. Wokaun, Appl. Catal. A: General 2006, 313, 14.
[11] R. Lamber, G. Schulz-Ekloff, Surf. Sci. 1991, 258, 107.
[12] K. Shih, J.O. Leckie, J. Eur. Ceramic Soc. 2007, 27, 91.
[13] R. Lamber, G. Schulz-Ekloff, Surf. Sci. 1991, 258, A595.
[14] J. Sehested, J.A.P. Gelten, I.N. Remediakis, H. Bengaard, J.K. Nørskov, J. Catal. 2004, 223, 432.
[15] R.J. Farrauto, M.C. Hobson, T. Kennelly, E.M. Waterman, Appl. Catal. A: General 1992, 81, 227.
[16] P. Forzatti, Catal. Today 2003, 83, 3.
[17] D. Ciuparu, M.R. Lyubovsky, E. Altman, L.D. Pfefferle, A. Datye, Catal. Rev. 2002, 44, 593.
[18] R. Carroni, T. Griffin, J. Mantzaras, M. Reinke, Catal. Today 2003, 83, 157.
[19] S.A.S. Reihani, G.S. Jackson, Proc. Combust. Inst. 2002, 29, 989.
[20] C.A. Müller, M. Maciejewski, R.A. Koeppel, A. Baiker, J. Catal. 1997, 166, 36.
[21] J. Au-Yeung, A.T. Bell, E. Iglesias, J. Catal. 1999, 185, 213.
[22] M.W. Wolf, H. Zhu, W.H. Green, G.S. Jackson, Appl. Catal. A: General 2003, 244, 323.
[23] O. Deutschmann, R. Schmidt, F. Behrendt, J. Warnatz, Proc. Combust. Inst. 1996, 26, 1747.
[24] M. Bruska, I. Czekaj, B. Delley, I. Mantzaras, A. Wokaun, Phys. Chem. Chem. Phys. 2011, 13, 15947.
[25] K. Kacprzak, I. Czekaj, I. Mantzaras, Phys. Chem. Chem. Phys. 2012, 14, 10243.
[26] I. Czekaj, K. Kacprzak, I. Mantzaras, Chimia 2013, 67, 271.
[27] I.Czekaj, K. Kacprzak, I. Mantzaras, Phys. Chem. Chem. Phys. 2013, 15, 11368.
[28] J.J. Mortensen, L.B. Hansen, K.W. Jacobson, Phys. Rev. 2005, 71, 035109.
[29] J. Enkovaara, C. Rostgaard, J.J. Mortensen, i in., J. Phys.: Condens. Matter 2010, 22, 253202.
[30] J.P. Perdew, K. Burke, M. Ernzerhof, Phys. Rev. Lett. 1996, 77, 3865.
[31] M. Witko, Catal. Today 1996, 32, 89.
[32] G. Pacchioni, Sol. State Sci. 2000, 2, 161.
[33] K. Hermann, M. Witko,
[w:] Oxide surfaces (red. D.P. Woodruff), Elsevier Science, Amsterdam 2001, 136.
[34] I. Czekaj, F. Loviat, F. Raimondi, J. Wambach, S. Biollaz, A. Wokaun, Appl. Catal. A: General 2007, 329, 68.
[35] I. Czekaj, F. Loviat, J. Wambach, A. Wokaun, Chimia 2009, 4, 193.
[36] F. Loviat, I. Czekaj, J. Wambach, A. Wokaun, Surf. Sci. 2009, 603, 2210.
[37] R.P.W.J. Struis, T. Schildhauer, I. Czekaj, M. Janousch, C. Ludwig, S. Biollaz, Appl. Catal. A 2009, 362, 121.
[38] B.D. Gould, O.A. Baturina, K.E. Swider-Lyons, J. Power Sources 2009, 188, 89.
[39] W.S. Epling, L.E. Campbell, A. Yezerets, N.W. Currier, J.E. Parks, Catal. Rev. 2004, 46, 163.
[40] C. Sedlmair, K. Seshan, A. Jentys, J.A. Lercher, Catal. Today 2002, 75, 413.
[41] S. Matsumoto, Y. Ikeda, H. Suzuki, M. Ogai, N. Miyoshi, Appl. Catal. B 2000, 25, 115.
[42] J. Dawody, M. Skoglundh, E. Fridell, J. Mol. Catal. A 2004, 209, 215.
[43] I. Czekaj, R. Struis, J. Wambach, S. Biollaz, Catal. Today 2011, 176, 429.

Zeszyt


PRZEMYSŁ CHEMICZNY - e-zeszyt (pdf) 2016-10 licencja: Osobista Produkt cyfrowy	55.00 zł

Prenumerata

PRZEMYSŁ CHEMICZNY - prenumerata cyfrowa
licencja: Osobista

Produkt cyfrowy
Nowość

762.00 zł

PRZEMYSŁ CHEMICZNY - prenumerata PLUS
licencja: Osobista

Szczegóły pakietu

Nazwa
PRZEMYSŁ CHEMICZNY - PAKIET prenumerata PLUS (Prenumerata papierowa + dostęp do portalu sigma-not.pl + e-prenumerata)	1002.00 zł brutto 927.78 zł netto 74.22 zł VAT (stawka VAT 8%)

1002.00 zł

PRZEMYSŁ CHEMICZNY - papierowa prenumerata roczna + wysyłka
licencja: Osobista

Szczegóły pakietu

Nazwa
PRZEMYSŁ CHEMICZNY - papierowa prenumerata roczna	960.00 zł brutto 888.89 zł netto 71.11 zł VAT (stawka VAT 8%)
PRZEMYSŁ CHEMICZNY - pakowanie i wysyłka	42.00 zł brutto 34.15 zł netto 7.85 zł VAT (stawka VAT 23%)

1002.00 zł

Open Access

Zeszyt

2016-10

Twój Koszyk

Zeszyt

Prenumerata

Open Access

Zeszyt

Czasopisma