Ανάπτυξη μεσοδομών μικτών οξειδίων μεταλών μέσω αυτοοργανούμενων συστημάτων ως καταλύτες για την οξειδωτική αφυδρογόνωση αλκανίων προς παραγωγή ελαφρών αλκενίων

 
δείτε την πρωτότυπη σελίδα τεκμηρίου
στον ιστότοπο του αποθετηρίου του φορέα για περισσότερες πληροφορίες και για να δείτε όλα τα ψηφιακά αρχεία του τεκμηρίου*
κοινοποιήστε το τεκμήριο




2009 (EL)
Development of mesoropus mixed oxides via self-organised systems as catalysts in oxidative dehydrogenation of alkanes to light alkenes
Ανάπτυξη μεσοδομών μικτών οξειδίων μεταλών μέσω αυτοοργανούμενων συστημάτων ως καταλύτες για την οξειδωτική αφυδρογόνωση αλκανίων προς παραγωγή ελαφρών αλκενίων

Καρακούλια, Σταματία Α.

The goal of this thesis was the synthesis of new catalysts supported or non-supported mixed metal oxides in propane oxidative dehydrogenation (ODP). Production of Ni, V and Mo catalysts supported on mesoporous silicas ((Al-)(Ti-)MCM-41, (Ti-)HMS, SBA-15, MCF) was occurred while a comparison with vanadia catalysts supported on microporous zeolite silicalite and non-porous silica is also reported. Another category of catalysts studied were mixed oxides (Ni-Al, Ni-Ti, Ni-Mg-Al, Ni-Zn-Al, Ni-Al-Nb, Ni-Al-Mo) derived from hydrotalcite-like materials with layered double hydroxide structure (LDH). All the above were characterized for their chemical composition (ICP-AES), their structure (X-Ray Diffraction-XRD, Transition Electron Microscopy-TEM), their porosity characteristics (adsorption/desorption of N2-BET), their morphology (Scanning Electron Microscopy-SEM), their surface structure (In-situ Raman Spectroscopy), their acid and redox properties (TPD-NH3 and TPR-H2) and evaluated in the reaction of ODP. Mesoporous supported catalysts show better catalytic behavior compared with catalysts supported in microporous and non-porous silicas achieving up to 19% propene yields due to the greater degree of dispersion of the active metal sites. NiO catalysts on mesoporous (Al-)(Ti-)MCM-41 and (Ti-)HMS activated propane at 100-120°C lower compared with the respective V2O5 catalysts initiating the ODP reaction at 300°C. The best catalytic performance achieved with Ni-Al-O mixed oxide catalyst derived from Ni-Al LDH structure with atomic ratio of Ni/Al=2 achieving 14% propene yield at 450°C while its productivity reached up to 7.5 kgC3H6/kgcat h under optimum experimental conditions
Σκοπός της παρούσας διατριβής ήταν η σύνθεση νέων καταλυτών υποστηριγμένων ή μη μικτών οξειδίων μεγάλων ειδικών επιφανειών και τη χρήση τους ως καταλύτες στην οξειδωτική αφυδρογόνωση προπανίου (OAΠ). Έτσι πραγματοποιήθηκε η παρασκευή υποστηριγμένων καταλυτών Ni, V και Mo στα μεσοπορώδη πυριτικά υποστρώματα ((Al-)(Ti-)MCM-41, (Ti-)HMS, SBA-15, MCF, MSU-s) τα οποία συντέθηκαν με μέθοδο sol-gel μέσω αυτο-οργανούμενων συστημάτων ενώ για σύγκριση χρησιμοποιηθήκαν ως υποστρώματα ο εμπορικός μικροπορώδης ζεόλιθος σιλικαλίτης και η εμπορική μη-πορώδης σίλικα. Επιπλέον, παρασκευάστηκαν πρωτότυπα μικτά οξείδια με διάφορους συνδυασμούς μετάλλων (Ni-Al, Ni-Ti, Ni-Mg-Al, Ni-Zn-Al, Ni-Al-Nb, Ni-Al-Mo) προερχόμενα από αντίστοιχες πρωτότυπες δομές διπλών φυλλόμορφων υδροξειδίων (LDH). Ακολούθησε χαρακτηρισμός όλων των παραπάνω υλικών όσο αφορά στη χημική σύστασή τους (Φασματοσκοπία Ατομικής Εκπομπής-ICP-AES), τη δομή τους (Περίθλαση ακτίνων-Χ, Ηλεκτρονική Μικροσκοπία Διέλευσης-TEM), τα πορώδη χαρακτηριστικά τους (Τεχνική Ισόθερμης προσρόφησης/ εκρόφησης αζώτου, TEM) τη μορφολογία τους (Ηλεκτρονική Μικροσκοπία Σάρωσης-SEM), την επιφανειακή δομή τους (Φασματοσκοπία in-situ Raman), τις όξινες και οξειδοαναγωγικές ιδιότητές τους (TPD-NH3 και TPR) και έλεγχος της καταλυτικής δραστικότητας και εκλεκτικότητας τους στην αντίδραση της ΟΑΠ. Οι καταλύτες V2O5 που υποστηρίχτηκαν στα μεσοπορώδη πυριτικά υλικά εμφάνισαν πολύ καλύτερη καταλυτική συμπεριφορά από αυτούς που υποστηρίχτηκαν στα μικροπορώδη και μη-πορώδη πυριτικά υλικά φτάνωντας σε αποδόσεις προπενίου έως 19% κυρίως λόγω καλύτερης διασποράς της ενεργούς φάσης. Οι καταλύτες NiO υποστηριγμένοι στα μεσοπορώδη MCM-41 και HMS εμπλουτισμένοι με ετερο-μέταλλα Al ή Ti εμφάνισαν μεγαλύτερη δραστικότητα ενεργοποιώντας το προπάνιο κατά 100-120 °C χαμηλότερα συγκριτικά με τους αντίστοιχους καταλύτες V2O5 ξεκινώντας την αντίδραση από του 300°C. Τα καλύτερα καταλυτικά αποτελέσματα εμφάνισε το μη-υποστηριγμένο διμεταλλικό μικτό οξείδιο Ni0.66Al0.33O προερχόμενο από το αντίστοιχο φυλλόμορφο διπλό υδροξείδιο Ni0.66Al0.33-LDH φτάνωντας σε αποδόσεις προπενίου 14% στους 450°C ενώ σε βέλτιστες πειραματικές συνθήκες η παραγωγικότητα αυτού του καταλύτη έφτασε τα 7.5 κιλά προπενίου ανά κιλό καταλύτη την ώρα

PhD Thesis / Διδακτορική Διατριβή
info:eu-repo/semantics/doctoralThesis

Catalysts
Μικτά οξείδια
Οξειδωτική αφυδρογόνωση
Oxidative dehydrogenation
Μεσοπορώδη
Καταλύτες
Προπένιο
Propone
Προπάνιο
Mixed oxides
Mesoporous
Propane

Αριστοτέλειο Πανεπιστήμιο Θεσσαλονίκης (EL)
Aristotle University of Thessaloniki (EN)

Ελληνική γλώσσα
Αγγλική γλώσσα

2009
2009-11-24T10:48:42Z


Αριστοτέλειο Πανεπιστήμιο Θεσσαλονίκης, Πολυτεχνική Σχολή, Τμήμα Χημικών Μηχανικών

This record is part of 'IKEE', the Institutional Repository of Aristotle University of Thessaloniki's Library and Information Centre found at http://ikee.lib.auth.gr. Unless otherwise stated above, the record metadata were created by and belong to Aristotle University of Thessaloniki Library, Greece and are made available to the public under Creative Commons Attribution-ShareAlike 4.0 International license (http://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0). Unless otherwise stated in the record, the content and copyright of files and fulltext documents belong to their respective authors. Out-of-copyright content that was digitized, converted, processed, modified, etc by AUTh Library, is made available to the public under Creative Commons Attribution-ShareAlike 4.0 International license (http://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0). You are kindly requested to make a reference to AUTh Library and the URL of the record containing the resource whenever you make use of this material.
info:eu-repo/semantics/openAccess



*Η εύρυθμη και αδιάλειπτη λειτουργία των διαδικτυακών διευθύνσεων των συλλογών (ψηφιακό αρχείο, καρτέλα τεκμηρίου στο αποθετήριο) είναι αποκλειστική ευθύνη των αντίστοιχων Φορέων περιεχομένου.