Hidrogén előállításának új lehetőségei kis szénatom számú vegyületek reakcióiban = New route for hydrogen production in the conversion of C1-C2-compounds

Az alternatív energiaforrások iránt megnövekedett igény fordította a figyelmet az etanol reformálása felé. Ideális esetben a reakció terméke H2 és CO2 lenne. E pályázat keretében részletesen vizsgáltuk a H2 előállításának lehetőségeit bioetanolból. Az etanol + víz reakciójában Al2O3 hordozós nemesfém katalizátorokon a H2 képződés sebessége időben csökken, míg az etilén szelektivitása nő közel állandó konverzió mellett. A legnagyobb mértékű változást a Pt katalizátorok esetében észleltük, mely a katalizátor Pt tartalmának, a víz koncentrációjának növelésével és a reakció hőmérsékletének az emelésével jelentősen csökkenthető. Részletesen vizsgáltuk az etanol és az etanol + víz elegy kölcsönhatását Al2O3 és CeO2 hordozós nemesfém katalizátorokon FTIR, TPD és TPR módszerekkel. Megállapítottuk, hogy a hőmérséklettől függően az adszorbeált etanol mellett, különböző etoxi csoportok, CO, acetaldehid, valamint acetát csoportok kimutathatók a katalizátorok felületén. A felületi acetát még 700 K körüli is detektálható. Az adszorbeált etanol TPD görbéjén egy magas hőmérsékletű deszorpciós formát is találtunk, melyet a hordozók esetében nem észleltünk. Ezt az eredményt a felületi acetát formák képződésével és bomlásával értelmeztük A katalizátorok szelektivitásának megváltozását az etanol + víz reakcióban az acetát csoportok képződésének tulajdonítottuk, melyek gátolják a fémen lejátszódó reakciót annak ellenére, hogy ezek a formák a hordozókhoz kötődnek. | The increasing demand for alternative energy sources turned the attention towards the reforming of ethanol. In an ideal case, the products would be H2 and CO2. In the frame of this project we studied the H2 production from ethanol that itself can be produced by biotechnological methods. In the reaction of ethanol and H2O over the Al2O3 supported noble metal catalysts the formation rate of H2 decreased and that of C2H4 increased in time, while the conversion was almost constant. The highest change in the products selectivity was observed on the Pt sample. This trend was attenuated by increasing: the H2O concentration, the metal loading and the reaction temperature. We have studied the interaction of ethanol and the ethanol - H2O mixture over Al2O3 and CeO2 supported noble metal catalysts by FTIR, TPD and TPR methods. It was proved that depending on the temperature, adsorbed ethanol, different ethoxy species, CO, acetaldehyde, and acetate species are present on the surfaces. The acetate is stable even above 700 K. On the TPD curves of the adsorbed ethanol a high temperature desorption stage was observed which did not occur in the case of the pure supports. This result was explained by the formation and decomposition of the acetate species. It was assumed that the selectivity change in the ethanol + H2O reaction can be attributed to the formation of surface acetate groups which hindered the reaction on the metal, although these species were located rather on the support

NOx uptake mechanism on Pt/BaO/Al2O3 catalysts

The NO (x) adsorption mechanism on Pt/BaO/Al2O3 catalysts was investigated by performing NO (x) storage/reduction cycles, NO2 adsorption and NO + O-2 adsorption on 2%Pt/(x)BaO/Al2O3 (x = 2, 8, and 20 wt%) catalysts. NO (x) uptake profiles on 2%\Pt/20%BaO/Al2O3 at 523 K show complete uptake behavior for almost 5 min, and then the NO (x) level starts gradually increasing with time and it reaches 75% of the inlet NO (x) concentration after 30 min time-on-stream. Although this catalyst shows fairly high NO (x) conversion at 523 K, only similar to 2.4 wt% out of 20 wt% BaO is converted to Ba(NO3)(2). Adsorption studies by using NO2 and NO + O-2 suggest two different NO (x) adsorption mechanisms. The NO2 uptake profile on 2%Pt/20%BaO/Al2O3 shows the absence of a complete NO (x) uptake period at the beginning of adsorption and the overall NO (x) uptake is controlled by the gas-solid equilibrium between NO2 and BaO/Ba(NO3)(2) phase. When we use NO + O-2, complete initial NO (x) uptake occurs and the time it takes to convert similar to 4% of BaO to Ba(NO3)(2) is independent of the NO concentration. These NO (x) uptake characteristics suggest that the NO + O-2 reaction on the surface of Pt particles produces NO2 that is subsequently transferred to the neighboring BaO phase by spill over. At the beginning of the NO (x) uptake, this spill-over process is very fast and so it is able to provide complete NO (x) storage. However, the NO (x) uptake by this mechanism slows down as BaO in the vicinity of Pt particles are converted to Ba(NO3)(2). The formation of Ba(NO3)(2) around the Pt particles results in the development of a diffusion barrier for NO2, and increases the probability of NO2 desorption and consequently, the beginning of NO (x) slip. As NO (x) uptake by NO2 spill-over mechanism slows down due to the diffusion barrier formation, the rate and extent of NO2 uptake are determined by the diffusion rate of nitrate ions into the BaO bulk, which, in turn, is determined by the gas phase NO2 concentrationclose333