Метанирование диоксида углерода в присутствии нанесенных катализаторов на основе комплексов металлов платиновой группы

• Автор: Жиляева, Наталья Анатольевна
• Шифр специальности: 02.00.13
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 130 с. : ил

Содержание
Введение

Глава 1. Каталитические системы гидрирования диоксида углерода литературный обзор.

1.1.Термодинамика процесса гидрирования СО2

1.2.Катализаторы гидрирования С на основе металлов подгруппы железа

1.3.Катализаторы гидрирования на основе металлов платиновой группы.

1.4. Механизм реакции метанирования диоксида углерода

1.5. Исследования реакции гидрирования диоксида углерода на металлокомплексных катализаторах на основе

металлов VIII группы

Глава 2. Экспериментальная часть

2.1. Катализаторы.

2.1.1. Синтез комплекса КиОНС1з2ТОЛ
2.1.2. Получение комплекса КиС1з2ТОА.
2.1.3. Синтез комплекса КиОНС1з2 оСбН8Ы2
2.1.4. Получение комплекса КиОНС1з 0С2Н2
2.1.5. Получение комплекса Ю1С1з4Н ТО А
2.1.6.Синтез комплекса ШлС1з4Н 2ТОА
2.1.7. Синтез комплекса РЮ 2ТОА
2.1.8. Синтез комплекса РЮЦ СНзИ.
2.1.9. Гетерогенизация комплексов на носителях
2.1 Получение катализатора иОНС1з
с полисилазаном.
2.1 Получение катализатора
Ки0НС НОСН22ОН 7А2О3.
2.1 Получение катализатора
ЯиС НОСН22ОН уАЬОз.
2.1 Получение катализатора
КиОНС КтН4О уА
2.1 Получение катализаторов ЯиОЫС1з уА,
ПиСз уА0з, ЯЬС4НуА3 и Н2РС6уАЬ.
2.1 Получение катализатора
КиОНС Рс1СН3СОО2 уА0з
2.1 Получение катализатора
ЯиОС СН3ОС2Н5 СН24КН2 уЛ.
2.1 Получение катализатора
РиОНС ТОЛ 5 Се 8
2.2. Экспериментальные установки
2.2.1. Микрокаталитическая установка КЛ2.
2.2.2. Микрокаталитическая установка
высокого давления КЛЗД.
2.3. Спектроскопическое исследование комплексов на основе солей рутения и нанесенных каталитических систем.
2.4. Методика определения калибровочных коэффициентов хроматографического анализа
2.5. Формулы для расчета результатов
2.5.1. Расчет результатов, полученных в КЛ2
2.5.2. Расчет результатов, полученных в КЛЗД.
Г лава 3. Исследование реакции гидрирования диоксида углерода
на каталитических системах на основе комплексов металлов
платиновой группы.
3.1. Общий обзор результатов исследования активности и селективности нанесенных катализаторов гидрирования
С импульсным метолом.
3.2. Катализатор на основе комплекса рутения
с триоктиламином.
3.3. Катализатор на основе комплекса
родия с триоктиламином.
3.4. Исследование кинетических закономерностей гидрирования диоксида углерода в проточной системе.
3.5. ИКспектроскопические исследования.
3.6. О возможном механизме гидрирования.
Литература


На основании ИКспектров предложен вероятный механизм метанирования диоксида углерода с участием промежуточных формиатных и карбонатных структур. Практическая значимость. Разработаны высокоэффективные нанесенные на минеральные носители катализаторы на основе металлов платиновой группы родий, рутений и платина, полученные с использованием металлокомплексных предшественников для селективного гидрирования диоксида углерода в метан. Апробация работы. Материалы диссертации докладывались и обсуждались на II Всероссийском научном совещании Высокоорганизованные каталитические системы Москва, г. Международной конференции Актуальные проблемы нефтехимии Москва г. Публикации. По теме диссертации опубликовано две статьи и тезисы двух докладов. Одна из статей является составной частью цикла работ, удостоенного премии МАИК Интерпериодика за г. Структура и объем работы. Диссертационная работа изложена на 4 стр, иллюстрируется рисунками и таблицами и состоит из введения, 3 глав, выводов, списка используемой литературы из 5 наименований. Глава 1. В последние десятилетия большое внимание приковано к проблеме накопления диоксида углерода в атмосфере с далеко идущими экологическими последствиями, среди которых в первую очередь следует назвать парниковый эффект, приводящий к нарушению существующего теплового баланса тепла Земли 13. Основными источниками СО2 являются предприятия энергетики и транспорта и в меньшей степени химическая промышленность и др. Радикальное решение проблемы уменьшения выбросов СОг переход преимущественно к атомной, солнечной и гидроэнергетике пока остается недоступным. Поэтому, необходимо искать пути утилизации СО2. Были сделаны попытки использовать С в промышленности химического синтеза в качестве исходного вещества 4, 5. Нужно заметить, что с химической точки зрения, С предельно окисленное соединение углерода и его химическое превращение это реакция восстановления. При восстановлении из С можно получить следующие химические продукты метан, метанол, мочевину, диметиловый эфир, которые можно использовать и для химических синтезов, и для получения энергии 6. Целесообразность использования реакции метанирования С определяется несколькими причинами синтез высококалорийного топлива из угля, процесс удаления С в замкнутом пространстве. Поэтому, нам представлялось интересным рассмотреть каталитические системы на основе металлов VIII группы, активных в реакции метанирования. К ДН . Т 0 К и Р 0 КПа . В табл. С при различных температурах . Как следует из табл. ДО0 значительно увеличивается с повышением температуры от 0 до К и достигает положительных значений. Такое изменение свободной энергии указывает на невозможность протекания реакции в сторону метанирования выше 0 К. Это же под тверждается и значениями констант равновесия, приведенных в табл. Исследование влияния давления на процесс гидрирования диоксида углерода показало, что увеличение давления сдвигает равновесие в сторону продуктов реакции . Например, при Т3 К выход метана увеличивается с . МПа, соответственно. В табл. С на основе металлов подгруппы железа. Из табл. СО, но при этом катализаторы требуют высоких температур восстановления 0 0 К. Содержание никеля в промышленных катализаторах колеблется от 5 до . Активность и селективность процесса по метану зависят от природы соли, из которой никель наносится на носитель. Например, при приготовлении катализаторов из сульфата никеля получаются неактивные катализаторы, в то время как из нитрата образуются активные в процессе метанирования. Вероятно, при нанесении никеля из сульфата никеля на поверхности после прокаливания образуется устойчивое соединение сульфид никеля, чем и объясняется неактивность данной системы. При приготовлении катализатора из раствора нитрата никеля и после его восстановления водородом образуются центры ЬП и Ыг, о чем свидетельствуют результаты РФА, а на катализаторе из ацетата никеля центры 1. Как видно из табл. Повидимому, центры 2 на поверхности катализатора более активны в реакции метанирования, чем центры М.