Nanostructured heterogeneous catalysts based on TiO2, CeO2 and CuO for catalytic oxidation of organic volatile compounds

Result code in IS VaVaI

<a href="https://www.isvavai.cz/riv?ss=detail&h=RIV%2F61989100%3A27710%2F22%3A10251009" target="_blank" >RIV/61989100:27710/22:10251009 - isvavai.cz</a>

Result on the web

<a href="https://dspace.vsb.cz/handle/10084/147797" target="_blank" >https://dspace.vsb.cz/handle/10084/147797</a>

DOI - Digital Object Identifier

—

Result language

čeština

Original language name

Nanostrukturované heterogenní katalyzátory na bázi TiO2, CeO2 a CuO pro katalytickou oxidaci těkavých organických látek

Original language description

Diplomová práce je zaměřená na rozdílné metody přípravy oxidických práškových katalyzátorů na bázi oxidů titanu, ceru a mědi v kombinaci s kalcinací a ověření jejich katalytické účinnosti v oxidaci metanolu a dichlormetanu jako modelových těkavých organických látek. Tato práce se skládá z části teoretické, experimentální, výsledkové části s diskusí a závěrů. Teoretická část je zaměřena na vysvětlení základních pojmů potřebných k pochopení dané problematiky a také literární rešerše shrnující současné poznatky k tématu katalytické oxidace metanolu a dichlormetanu na katalyzátorech TiO2-CeO2-CuO. Experimentální část je věnována postupu přípravy jednotlivých práškových katalyzátorů, jejich charakterizací, a popisu měření oxidačních reakcí. Ve výsledkové části s diskusí jsou pak shrnuty klíčové poznatky z charakterizace katalyzátorů, tak jejich katalytické účinnosti v oxidaci metanolu a dichlormetanu. Závěry definují klíčové poznatky práce.Práškové katalyzátory byly připraveny 3 rozdílnými metodami (koprecipitací, precipitací s impregnací a sol-gel metodou) ve stejných molárních poměrech Ti : Ce : Cu = 9 : 1 : 0,3. Po kalcinaci katalyzátorů byly následně zhodnoceny vlivy jednotlivých způsobů příprav fyzikální adsorpcí dusíku při 77 K, XRD, XRF, NH3-TPD a H2-TRP na jejich fyzikálně-chemické vlastnosti. Jednotlivé katalyzátory byly zkoumány v oxidaci metanolu a dichlormetanu, kde byla posuzována jak jejich aktivita, tak také selektivita ke vzniku hlavních produktů CO2 (pro oxidaci metanolu) a CO2 a HCl (pro oxidaci dichlormetanu).I přes podobné chemické složení a detekovanou krystalickou fázi TiO2 anatas pro všechny katalyzátory bylo zjištěno, že nejvíce kyselým, redukovatelným katalyzátorem s největším specifickým povrchem a největším celkovým objemem pórů byl vzorek TiO2/CeO2/CuO KoPre připravený metodou koprecipitace. Navzdory předpokladům vzorku TiO2/CeO2/CuO KoPre k dobrým katalytickým účinkům dopadl nejlépe v oxidaci metanolu vzorek CuO/TiO2-CeO2 ImPre připravený metodou impregnace, díky dobře redukovatelnému CuO na povrchu nosiče TiO2-CeO2. V oxidaci dichlormetanu se prokázala jako prospěšná inkorporace Cu/Cu2 do -Ti-O-Ce-O- struktury katalyzátoru, vedoucí k žádoucí kyselosti a redukovatelnosti katalyzátoru. Nejlepších výsledků v oxidaci dichlormetanu dosáhly katalyzátory TiO2/CeO2/CuO KoPre a TiO2/CeO2/CuO Sol-Gel, avšak žádný z katalyzátorů nedosáhl 100 % konverze dichlormetanu.

Czech name

Nanostrukturované heterogenní katalyzátory na bázi TiO2, CeO2 a CuO pro katalytickou oxidaci těkavých organických látek

Czech description

Diplomová práce je zaměřená na rozdílné metody přípravy oxidických práškových katalyzátorů na bázi oxidů titanu, ceru a mědi v kombinaci s kalcinací a ověření jejich katalytické účinnosti v oxidaci metanolu a dichlormetanu jako modelových těkavých organických látek. Tato práce se skládá z části teoretické, experimentální, výsledkové části s diskusí a závěrů. Teoretická část je zaměřena na vysvětlení základních pojmů potřebných k pochopení dané problematiky a také literární rešerše shrnující současné poznatky k tématu katalytické oxidace metanolu a dichlormetanu na katalyzátorech TiO2-CeO2-CuO. Experimentální část je věnována postupu přípravy jednotlivých práškových katalyzátorů, jejich charakterizací, a popisu měření oxidačních reakcí. Ve výsledkové části s diskusí jsou pak shrnuty klíčové poznatky z charakterizace katalyzátorů, tak jejich katalytické účinnosti v oxidaci metanolu a dichlormetanu. Závěry definují klíčové poznatky práce.Práškové katalyzátory byly připraveny 3 rozdílnými metodami (koprecipitací, precipitací s impregnací a sol-gel metodou) ve stejných molárních poměrech Ti : Ce : Cu = 9 : 1 : 0,3. Po kalcinaci katalyzátorů byly následně zhodnoceny vlivy jednotlivých způsobů příprav fyzikální adsorpcí dusíku při 77 K, XRD, XRF, NH3-TPD a H2-TRP na jejich fyzikálně-chemické vlastnosti. Jednotlivé katalyzátory byly zkoumány v oxidaci metanolu a dichlormetanu, kde byla posuzována jak jejich aktivita, tak také selektivita ke vzniku hlavních produktů CO2 (pro oxidaci metanolu) a CO2 a HCl (pro oxidaci dichlormetanu).I přes podobné chemické složení a detekovanou krystalickou fázi TiO2 anatas pro všechny katalyzátory bylo zjištěno, že nejvíce kyselým, redukovatelným katalyzátorem s největším specifickým povrchem a největším celkovým objemem pórů byl vzorek TiO2/CeO2/CuO KoPre připravený metodou koprecipitace. Navzdory předpokladům vzorku TiO2/CeO2/CuO KoPre k dobrým katalytickým účinkům dopadl nejlépe v oxidaci metanolu vzorek CuO/TiO2-CeO2 ImPre připravený metodou impregnace, díky dobře redukovatelnému CuO na povrchu nosiče TiO2-CeO2. V oxidaci dichlormetanu se prokázala jako prospěšná inkorporace Cu/Cu2 do -Ti-O-Ce-O- struktury katalyzátoru, vedoucí k žádoucí kyselosti a redukovatelnosti katalyzátoru. Nejlepších výsledků v oxidaci dichlormetanu dosáhly katalyzátory TiO2/CeO2/CuO KoPre a TiO2/CeO2/CuO Sol-Gel, avšak žádný z katalyzátorů nedosáhl 100 % konverze dichlormetanu.

Type

O - Miscellaneous

CEP classification

—

OECD FORD branch

10400 - Chemical sciences

Project

<a href="/en/project/EF16_019%2F0000853" target="_blank" >EF16_019/0000853: Institute of Environmental Technology - Excellent Research</a><br>

Continuities

P - Projekt vyzkumu a vyvoje financovany z verejnych zdroju (s odkazem do CEP)

Publication year

2022

Confidentiality

S - Úplné a pravdivé údaje o projektu nepodléhají ochraně podle zvláštních právních předpisů