Katalízis nanokompozitokon = Catalysis on nanocomposites

Kónya, Zoltán and Halász, János and Hannus, István and Kónya, Zoltán and Kukovecz, Ákos (2012) Katalízis nanokompozitokon = Catalysis on nanocomposites. Project Report. OTKA.

Preview

PDF 73676_ZJ1.pdf Download (4MB) | Preview

Abstract

Munkánk során az volt a célunk, hogy nanoszerkezetű hordozós fémkatalizátorokat állítsunk elő. Vizsgáltuk a hordozók előállítási és módosítási lehetőségeit, mint pl. szén nanocsövek, titanát nanoszerkezetek, „heterogenizált” nanocső katalizátorok stb. Vizsgáltuk a fém-hordozó kölcsönhatást. Kimutattuk pl. hogy a szén nanocsövek felületén kialakuló Pd nanorészecskék méretét nagyban befolyásolja a nanocsöveken lévő funkciós csoportok mennyisége, ill. a fém nanorészecskék reakcióba lépnek a szén hordozóval, mely reakció során a katalizátor szerkezete megváltozik, sőt a szerkezet teljesen össze is omolhat. Katalitikus teszteket végeztünk az előállított anyagainkon. Kimutattuk pl., hogy etilén hidrogénezésében a Pd és Pt pórusos nanorudak esetén a látszólagos aktiválási energiák 43,7±1,7, ill. 29,4±1,3 kJ/mol-nak adódtak, mely értékek jó egyezést mutatnak az irodalomban leírtakkal. Egy másik katalitikus példa a propén hidrogénezése az általunk tervezett „heterogenizált” szén nanocső alapú katalizátorokon. Ebben az esetben három különböző folyamatot figyeltünk meg. A látszólagos aktivitási energia a 27-31 °C-os tartományban 27,8±0,6 kJ/mol-nak, a 31-41 oC tartományban 12,0±0,2 kJ/mol-nak, míg ennél magasabb hőmérsékleteken (105 °C-ig) 4,8±0,2 kJ/mol-nak adódott. Összességében elmondhatjuk, hogy sikeresnek ítéljük a kutatásainkat, noha nemcsak hogy maradtak megválaszolatlan kérdések, de újak is felmerültek. | The aim of our work was to synthesize nanostructured supported metal catalysts. The possibilities of synthesizing and modifying catalyst supports e.g. carbon nanotubes, titanate nanostructures, “heterogenized” nanotube catalysts, etc. were investigated. Investigation of metal-support interactions was carried out as well. It was demonstrated, that the size of Pd nanoparticles formed on the surface of carbon nanotubes is greatly affected by the amount of surface functional groups; moreover, the metal nanoparticles react with the carbon support, which in turn will modify the structure of the catalyst. In some cases the structure of the support can even collapse entirely. Catalytic tests were performed on the prepared materials. It was revealed, that in ethylene hydrogenation reaction the apparent activation energies for Pd and Pt porous nanorods were found to be 43.7±1.7 and 29.4±1.3 kJ/mol, respectively, which results are in good agreement with data described in the literature. Another example for catalytic test reactions was the hydrogenation of propene on “heterogenized” carbon nanotubes designed in our lab. In this case three different reaction pathways were observed. The apparent activation energies were 27.8±0.6, 12.0±0.2 and 4.8±0.2 kJ/mol for temperature ranges of 27-30, 31-41 and 42-105 °C, respectively. It can be concluded, that our research can be deemed successfully, however some questions remained unanswered while new questions arose during our experiments.

Actions (login required)

Edit Item