Utleniające odwodornienie lekkich parafin na zeolitach modyfikowanych metalami przejściowymi
Loading...
Date
2010-05-21T07:33:19Z
Authors
Advisor
Editor
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Title alternative
Oxidative dehydrogenation of light paraffins over transition metals modified zeolites
Abstract
Badania podjęte w pracy doktorskiej dotyczyły procesu utleniającego odwodornienia (ODH) węglowodorów C2-C4 na sitach molekularnych, głównie zeolitach, modyfikowanych metalami przejściowymi, przede wszystkim żelazem, w obecności tlenku diazotu jako utleniacza. Do głównych zadań realizowanych w pracy należą:
1. ocena wpływu matrycy (stosowano matryce zeolitowe o różnej strukturze, matryce mezoporowate oraz matryce niezeolitowe), na aktywność kompleksów żelaza w reakcji utleniającego odwodornienia lekkich parafin;
2. ocena wpływu modyfikatora (modyfikacja żelazem lub wanadem) na aktywność utleniającą układu;
3. ocena wpływu parametrów charakteryzujących katalizatory (stosunek Si/Al, temperatura prażenia) na kierunek przemian utlenianych węglowodorów;
4. ocena wpływu zawartości żelaza oraz kwasowości katalizatorów na ich aktywność utleniającą;
5. ocena kwasowości badanych próbek na podstawie TPD amoniaku oraz widm IR adsorbowanej pirydyny oraz aktywności w reakcji modelowej krakingu kumenu;
6. badanie wpływu stopniowej eliminacji centrów kwasowych zeolitów
Fe-ZSM-5 (zatruwanie sodem) na aktywność w reakcji ODH etanu i propanu oraz na selektywność do poszczególnych produktów;
7. badanie struktury aktywnych kompleksów żelaza generowanych w zeolitach na podstawie widm FT-IR adsorbowanego NO, który stosowany był jako cząsteczka sonda, jak również na podstawie pomiarów technikami EPR, UV-Vis, TPR-H2,
8. badanie mechanizmu oddziaływania centrów aktywnych z reagentami (alkan i N2O) poprzez wykorzystanie technik spektroskopowych (badania FT-IR prowadzone in situ).
The investigations of my PhD thesis focused on oxidative dehydrogenation (ODH) of light paraffins to olefins over transition metals (mainly iron) modified molecular sieves performed with nitrous oxide as an oxidant. Principal goals of the research comprise the effect of the following factors on oxidative activity of synthesised catalysts: 1. the kind of the matrix - different zeolites structure ( ZSM-5, Y and mordenite), neutral silicalite of MFI structure as well as amorphous alumina silica, silica and mesoporous materials (SBA-3, MCM-41) were used for iron complexes accommodation; 2. influence of kind of modifier (modification with iron or vanadium) on oxidative activity; 3. influence of different parameters, characterizing catalysts, such as Si/Al ratio and temperature of calcination; 4. influence of studied catalysts acidity and the content of iron; To explain the above, I performed the following research: 5. the acidity of zeolites, estimated on the ground of ammonia TPD, FT-IR spectra of adsorbed pyridine and on the base of its activity in cumene cracking; 6. the role of acidic sites, present in iron modified ZSM-5 zeolites, tested by means of subsequent poisoning of the samples acidity by introduction of different amount of sodium cations; 7. EPR and UV-Vis spectroscopy and also TPR-H2 measurements used as a valuable tool delivering information about the structure of active iron complexes; 8. the interaction of C2 and C3 hydrocarbons and N2O with the surface of catalysts, searched by FT-IR spectra (in situ measurements) to answer the question concerning the mechanism of ODH reaction.
The investigations of my PhD thesis focused on oxidative dehydrogenation (ODH) of light paraffins to olefins over transition metals (mainly iron) modified molecular sieves performed with nitrous oxide as an oxidant. Principal goals of the research comprise the effect of the following factors on oxidative activity of synthesised catalysts: 1. the kind of the matrix - different zeolites structure ( ZSM-5, Y and mordenite), neutral silicalite of MFI structure as well as amorphous alumina silica, silica and mesoporous materials (SBA-3, MCM-41) were used for iron complexes accommodation; 2. influence of kind of modifier (modification with iron or vanadium) on oxidative activity; 3. influence of different parameters, characterizing catalysts, such as Si/Al ratio and temperature of calcination; 4. influence of studied catalysts acidity and the content of iron; To explain the above, I performed the following research: 5. the acidity of zeolites, estimated on the ground of ammonia TPD, FT-IR spectra of adsorbed pyridine and on the base of its activity in cumene cracking; 6. the role of acidic sites, present in iron modified ZSM-5 zeolites, tested by means of subsequent poisoning of the samples acidity by introduction of different amount of sodium cations; 7. EPR and UV-Vis spectroscopy and also TPR-H2 measurements used as a valuable tool delivering information about the structure of active iron complexes; 8. the interaction of C2 and C3 hydrocarbons and N2O with the surface of catalysts, searched by FT-IR spectra (in situ measurements) to answer the question concerning the mechanism of ODH reaction.
Description
Wydział Chemii: Pracownia Sit Molekularnych
Sponsor
Keywords
Utleniające odwodornienie (ODH), Oxidative dehydrogenation (ODH), Lekkie parafiny, Light paraffins, Tlenek diazotu, Nitrous oxide, Fe-ZSM-5