Sinergijski učinek disperzije žlahtnih kovin in interakcij med kovino in nosilcem v anionsko izmenjevalnih plastovitih kovinskih hidroksidih za učinkovito katalitsko hidrogeniranje CO2
Vsebina projekta in financiranje
Namen tega projekta je raziskati uporabo katalizatorjev na osnovi plemenitih kovin za katalitsko hidrogeniranje CO2 s ciljem proizvodnje tekočih goriv, zlasti metanola. Molekulo CO2 je težko aktivirati zaradi njene termodinamične stabilnosti in kinetične inertnosti, zaradi česar je reakcija hidrogenacije kinetično omejena. Čeprav se običajni Cu/ZnO katalizatski sistemi pogosto uporabljajo, imajo omejitve v smislu nizkotemperaturne aktivnosti, tvorbe stranskih produktov in oksidacije aktivne faz med potekom reakcije. Katalizatorji na osnovi plemenitih kovin lahko premagajo energijsko bariero za aktivacijo CO2 pri nizkih temperaturah in nižjih tlakih, vendar imajo običajno nizko aktivnost, težave s sintranjem ter visoko ceno.
Projekt se bo osredotočil na izboljšanje disperzije plemenitih kovin in interakcij z nosilcem iz kovinskega oksida, z namenom povečanja aktivnost, selektivnost in stabilnost. Hidrotalcitna faza bo uporabljena kot prekurzor za tvorbo katalizatorja z naslednjimi projektnimi cilji: koprecipitacija kationov za prilagoditev elementarne sestave hidrotalcitne faze, anionska izmenjava karboksilatov s kompleksi žlahtne kovine in liganda, termična obdelava prekurzorja hidrotalcita za tvorbo nosilcev na osnovi mešanh kovinski oksid, redukcija kompleksa plemenite kovine ter sprotno vrednotenje aktivnosti in stabilnosti katalizatorja.
Pripravljeni katalizatorji bodo preučevani v običajnem visokotlačnem reaktorju s fiksno kolono pri različnih pogojih, to je temperatura (140 do 300°C) in tlak (1 do 50 bar). Najbolj zmogljiv katalizator bo podvržen dolgoročnemu testiranju stabilnosti ter preiskavi migracije in aglomeracije plemenitih kovin. Reakcijske poti bodo raziskane z in situ in operando testiranjem katalizatorjev z različnimi nosilci iz kovinskih oksidov. Rezultati tega projekta bodo prispevali k razvoju učinkovitih in stabilnih katalizatorjev na osnovi plemenitih kovin za hidrogeniranje CO2 v metanol, ki ponujajo obetavno alternativo običajnim katalizatorjem Cu/ZnO za proizvodnjo tekočih goriv iz CO2.
Trajanje projekta: 1. 10. 2023 – 30. 9. 2026
Financiranje: Projekt financira Javna agencija za znanstvenoraziskovalno in inovacijsko dejavnost Republike Slovenije (šifra projekta J2-50058).
Projektna skupina
Univerza v Novi Gorici
- Doc. Dr. Andraž Mavrič (vodja) SICRIS
- Prof. Dr. Matjaž Valant SICRIS
- Prof. Dr. Mattia Fanetti SICRIS
- Prof. Dr. Sandra Gardonio SICRIS
- Doc. Dr. Blaž Belec SICRIS
- Anja Siher SICRIS
Kemijski Inštitut
Univerza v Mariboru, Fakulteta za kemijo in kemijsko tehnologijo
Faze projekta
1) Koprecipitacija kationov za prilagoditev elementarne sestave hidrotalcita. [aktivno]
2) Anionska izmenjava karboksilatov z anionskimi kompleksi žlahtnih kovin. [aktivno]
3) Termična obdelava prekurzorja hidrotalcita za priupravo katalizatorja Pd-kovinski oksid. [aktivno]
4) Karakterizacija površine katalizatorja. [aktivno]
5) Vrednotenje aktivnosti in stabilnosti katalizatorja. [aktivno]
6) Raziskava reakcijskih mehanizmov.
7) Analiza aglomeracije plemenitih kovin.
Rezultati projekta
