PL220511B1 - Sposób fotokatalitycznej redukcji ditlenku węgla do metanolu - Google Patents
Sposób fotokatalitycznej redukcji ditlenku węgla do metanoluInfo
- Publication number
- PL220511B1 PL220511B1 PL400037A PL40003712A PL220511B1 PL 220511 B1 PL220511 B1 PL 220511B1 PL 400037 A PL400037 A PL 400037A PL 40003712 A PL40003712 A PL 40003712A PL 220511 B1 PL220511 B1 PL 220511B1
- Authority
- PL
- Poland
- Prior art keywords
- methanol
- carbon dioxide
- photocatalytic reduction
- reduction
- tio2
- Prior art date
Links
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N Methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims description 48
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims description 24
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 18
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 title claims description 12
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 title claims description 11
- 230000001699 photocatalysis Effects 0.000 title claims description 8
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 34
- 239000011941 photocatalyst Substances 0.000 claims description 9
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 239000004408 titanium dioxide Substances 0.000 claims description 4
- 239000000725 suspension Substances 0.000 claims description 3
- 239000002071 nanotube Substances 0.000 claims description 2
- 230000005855 radiation Effects 0.000 claims description 2
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 15
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 8
- 238000006555 catalytic reaction Methods 0.000 description 8
- 238000006722 reduction reaction Methods 0.000 description 8
- 238000001027 hydrothermal synthesis Methods 0.000 description 6
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 150000002894 organic compounds Chemical class 0.000 description 4
- WSFSSNUMVMOOMR-UHFFFAOYSA-N Formaldehyde Chemical compound O=C WSFSSNUMVMOOMR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910010413 TiO 2 Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000012153 distilled water Substances 0.000 description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 2
- 238000007540 photo-reduction reaction Methods 0.000 description 2
- 239000010457 zeolite Substances 0.000 description 2
- NLXLAEXVIDQMFP-UHFFFAOYSA-N Ammonium chloride Substances [NH4+].[Cl-] NLXLAEXVIDQMFP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N Ammonium hydroxide Chemical compound [NH4+].[OH-] VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OTMSDBZUPAUEDD-UHFFFAOYSA-N Ethane Chemical compound CC OTMSDBZUPAUEDD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N Ethene Chemical compound C=C VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000005977 Ethylene Substances 0.000 description 1
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910021536 Zeolite Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000011114 ammonium hydroxide Nutrition 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000005587 bubbling Effects 0.000 description 1
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N dioxosilane;oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Si]=O.O=[Al]O[Al]=O HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 1
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 1
- WSFSSNUMVMOOMR-NJFSPNSNSA-N methanone Chemical compound O=[14CH2] WSFSSNUMVMOOMR-NJFSPNSNSA-N 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- SOQBVABWOPYFQZ-UHFFFAOYSA-N oxygen(2-);titanium(4+) Chemical compound [O-2].[O-2].[Ti+4] SOQBVABWOPYFQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000012429 reaction media Substances 0.000 description 1
- 239000011541 reaction mixture Substances 0.000 description 1
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
- Y02P20/50—Improvements relating to the production of bulk chemicals
- Y02P20/52—Improvements relating to the production of bulk chemicals using catalysts, e.g. selective catalysts
Landscapes
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
- Catalysts (AREA)
Description
Opis wynalazku
Przedmiotem wynalazku jest sposób fotokatalitycznej redukcji ditlenku węgla do metanolu.
Fotokatalityczna redukcja ditlenku węgla w wodzie do związków organicznych jest istotna lecz bardzo trudna do zrealizowania. W literaturze opisano kilka aktywnych fotokatalizatorów pracujące przy ekspozycji na światło UV-Vis. Znana jest z literatury A. Fujishima, K. Honda, Nature 238 (1972) 37 metoda fotokatalitycznej redukcji ditlenku węgla w wodzie do związków organicznych (metan, metanol, formaldehyd) w obecności: WO3, TiO2, ZnO, CdS, GaP i SiC. Wydajność z jaką otrzymuje się pożądane związki organiczne jest bardzo niska, dlatego prowadzone są badania zmierzające do jej podwyższenia. Znane są sposoby fotokatalitycznej redukcji ditlenku węgla do metanolu, w których jako fotokatalizator stosowany jest TiO2 otrzymywany i modyfikowany w różny sposób. Wiadomo z literatury M. Anpo, H. Yamashita, Y. Ichihashi, S. Ehara, Journal of Electroanalytical Chemistry, 396 (1995) 21, że szczególne znaczenie ma odmiana polimorficzna TiO2 (anataz, rutyl) oraz jego powierzchnia właściwa. W ostatnich latach zwraca się uwagę na katalizatory zawierające ditlenek tytanu promowany różnymi metalami. Znane jest z literatury I.-H. Tseng, J.C.S. Wu, H.-Y. Chou, Journal of Catalysis 221 (2004) 432, T. Mizuno, H. Tsutsumi, K. Ohta, A. Sagi, H. Noda, Chemistry Letters 46 (1994) 1553, K. Adachi, K. Ohta, T. Mizuno, Solar Energy 53 (1994) 187, I.-H. Tseng, W.C. Chang, J.C.S. Wu, Applied Catalysis B: Environ 37 (2002) 37, że modyfikowanie TiO2 metalami grup przejściowych wpływa na podwyższenie efektywności redukcji CO2. Z polskiego opisu patentowego P 394081 znany jest sposób fotokatalitycznej redukcji ditlenku węgla do związków organicznych takich jak: metan, etan, etylen, metanol i formaldehyd polegający na tym, że jako fotokatalizator stosuje się ditlenek tytanu promowany złotem. W literaturze I-Hsiang Tseng, Jeffrey C.S. Wu, Hsin-Ying Chou, Journal of Catalysis 221 (2004) 432-440, I-Hsiang Tseng, Wan-Chen Chang, Jeffrey C.S. Wu, Applied Catalysis B: Environmental 37 (2002) 37-48, Slamet, H.W. Nasution, E. Purnama, S. Kosela, J. Gunlazuardi, Catalysis Communications 6 (2005) 313-319 wskazano na korzystny wpływ dodatku NaOH do mieszaniny reakcyjnej, zawiesiny fotokatalizatora w wodzie, jeśli fotokatalizatorem tym jest TiO2 dotowany miedzią. Zgłoszenie patentowe P387702 wprowadza również możliwość zastąpienia NaOH za pomocą roztworu amoniaku. Stosowano też TiO2 osadzony na zeolitach: zeolit Y - Anpo, M., Yamashita, H., Ichihashi, Y., Fujii, Y., Honda, M., The Journal of Physical Chemistry B, 101 (1997) 2632-2636, MCM-41, MCM-48 - Anpo, M. Yamashita, H., Ikeue, K., Fujii, Y., Zhang, S.G., Ichihashi, Y., G., Park, D.R., Suzuki, Y., Koyano, K., Tatsumi, T. Catalysis Today, 44 (1998) 327-332. Pan opisał (Pan, P.-W., & Chen, Y.-W. (2007). Catalysis Communications, 8, 1546-1549) proces katalitycznej fotoredukcji CO2 przy ekspozycji na światło widzialne przy zastosowaniu NiO/InTaO4.
Nieoczekiwanie okazało się, że nanorurki TiO2 mogą być katalizatorami fotoredukcji ditlenku węgla do metanolu.
Sposób fotokatalitycznej redukcji ditlenku węgla do metanolu, według wynalazku, polegający na jego redukcji w wodzie w obecności fotokatalizatora, w temperaturze 20 - 30°C, pod ciśnieniem od 0,1 do 15 MPa, charakteryzuje się tym, że jako fotokatalizator stosuje się zawiesinę nanorurek ditlenku tytanu o stężeniu 0,01 - 10% masowych. Proces prowadzi się stosując promieniowanie z zakresu UV-Vis.
Sposób według wynalazku przedstawiony Jest bliżej w przykładach wykonania.
P r z y k ł a d I
Do reaktora półprzepływowego wyposażonego w lampę emitującą światło UV-Vis o długości fal 300-600 nm doprowadzano ditlenek węgla króćcem wlotowym umieszczonym blisko dna reaktora, tak aby zapewnić jego powolny barbotaż przez medium reakcyjne, czyli wodę destylowaną oraz kataliza3 tor w postaci nierozpuszczalnej w medium reakcyjnym zawiesiny. Do reaktora wlano 600 cm3 wody destylowanej i wsypano 0,5 g rurek TiO2 otrzymanych metodą hydrotermalną z P25 i NaOH. Włączo3 no lampę UV-Vis. Ditlenek węgla doprowadzano z szybkością 100 cm3/min. W reaktorze utrzymywano temperaturę 30°C i ciśnienie 0,1 MPa. Po dwóch godzinach pobierano próbki do analizy. Zawartość metanolu oznaczano wykorzystując chromatograf gazowy. Stwierdzono, że metanol był otrzymywany z wydajnością 0,07 μmol/(g·h).
P r z y k ł a d II
Postępowano jak w przykładzie I z tym, że masa katalizatora wynosiła 0,1 g, a ciśnienie 15 MPa. Stwierdzono, że metanol był otrzymywany z wydajnością 0,01 μmol/(g·h).
PL 220 511 B1
P r z y k ł a d III
Postępowano analogicznie jak w przykładzie I z tym, że jako katalizator zastosowano rurki TiO2 otrzymane metodą hydrotermalną z anatazu i NaOH. Stwierdzono, że metanol był otrzymywany z wydajnością 0,02 pmol/(g-h).
P r z y k ł a d IV
Postępowano analogicznie jak w przykładzie I z tym, że jako katalizator zastosowano 2 g rurek TiO2 otrzymanych metodą hydrotermalną z rutylu i NaOH. Stwierdzono, że metanol był otrzymywany z wydajnością 0,001 pmol/(g-h).
P r z y k ł a d V
Postępowano analogicznie jak w przykładzie I z tym, że jako katalizator zastosowano 6 g rurek TiO2 otrzymanych metodą hydrotermalną z rutylu i KOH. Stwierdzono, że metanol był otrzymywany z wydajnością 0,001 pmol/(g-h).
P r z y k ł a d VI
Postępowano analogicznie jak w przykładzie I z tym, że jako katalizator zastosowano 70 g rurek TiO2 otrzymanych metodą hydrotermalną z P25 i KOH. Stwierdzono, że metanol był otrzymywany z wydajnością 0,09 pmol/(g-h).
P r z y k ł a d VII
Postępowano analogicznie jak w przykładzie I z tym, że jako katalizator zastosowano 4 g rurek TiO2 otrzymanych metodą hydrotermalną z anatazu i KOH. Stwierdzono, że metanol był otrzymywany z wydajnością 0,08 pmol/(g-h).
Claims (2)
1. Sposób fotokatalitycznej redukcji ditlenku węgla do metanolu, polegający na jego redukcji w wodzie w obecności fotokatalizatora, w temperaturze 20 - 30°C, pod ciśnieniem od 0,1 do 15 MPa, znamienny tym, że jako fotokatalizator stosuje się zawiesinę nanorurek ditlenku tytanu o stężeniu 0,01 - 10% masowych.
2. Sposób według zastrz. od 1 do 3, znamienny tym, że proces prowadzi się stosując promieniowanie z zakresu UV-Vis.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL400037A PL220511B1 (pl) | 2012-07-19 | 2012-07-19 | Sposób fotokatalitycznej redukcji ditlenku węgla do metanolu |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL400037A PL220511B1 (pl) | 2012-07-19 | 2012-07-19 | Sposób fotokatalitycznej redukcji ditlenku węgla do metanolu |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| PL400037A1 PL400037A1 (pl) | 2014-01-20 |
| PL220511B1 true PL220511B1 (pl) | 2015-11-30 |
Family
ID=49920862
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PL400037A PL220511B1 (pl) | 2012-07-19 | 2012-07-19 | Sposób fotokatalitycznej redukcji ditlenku węgla do metanolu |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| PL (1) | PL220511B1 (pl) |
-
2012
- 2012-07-19 PL PL400037A patent/PL220511B1/pl unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| PL400037A1 (pl) | 2014-01-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Belousov et al. | Application of metal–organic frameworks as an alternative to metal oxide-based photocatalysts for the production of industrially important organic chemicals | |
| Khan et al. | Photocatalytic dye degradation from textile wastewater: a review | |
| Guo et al. | High-performance, scalable, and low-cost copper hydroxyapatite for photothermal CO2 reduction | |
| Colmenares et al. | Heterogeneous photocatalytic nanomaterials: prospects and challenges in selective transformations of biomass-derived compounds | |
| Yuzawa et al. | Reaction mechanism of ammonia decomposition to nitrogen and hydrogen over metal loaded titanium oxide photocatalyst | |
| Kampouri et al. | Dual-functional photocatalysis for simultaneous hydrogen production and oxidation of organic substances | |
| Zheng et al. | Amino-modified Fe-terephthalate metal–organic framework as an efficient catalyst for the selective oxidation of H2S | |
| Hamdy et al. | Strategies to design efficient silica-supported photocatalysts for reduction of CO2 | |
| Bagheri et al. | Titanium dioxide as a catalyst support in heterogeneous catalysis | |
| Tripathy et al. | MgIn2S4/UiO-66-NH2 MOF-based heterostructure: visible-light-responsive Z-scheme-mediated synergistically enhanced photocatalytic performance toward hydrogen and oxygen evolution | |
| Fresno et al. | Photocatalytic materials: recent achievements and near future trends | |
| Mao et al. | Recent advances in the photocatalytic CO 2 reduction over semiconductors | |
| Lin et al. | Enhanced photocatalysis using side-glowing optical fibers coated with Fe-doped TiO2 nanocomposite thin films | |
| Abedi et al. | Ordered mesoporous metal–organic frameworks incorporated with amorphous TiO2 as photocatalyst for selective aerobic oxidation in sunlight irradiation | |
| Cargnello et al. | Photocatalytic H2 and added‐value by‐products–the role of metal oxide Systems in Their Synthesis from oxygenates | |
| Pomilla et al. | CO2 to liquid fuels: photocatalytic conversion in a continuous membrane reactor | |
| Adormaa et al. | Oxygen vacancies of the TiO 2 nano-based composite photocatalysts in visible light responsive photocatalysis | |
| Lakhani et al. | Support materials impact on green synthesis and sustainable processing via heterogeneous catalysis | |
| US9764959B2 (en) | Nanostructured metal oxide compositions for applied photocatalysis | |
| JP6370371B2 (ja) | 二酸化炭素の光触媒還元のための共触媒組成物を有するｎａｔａｏ３：ｌａ２ｏ３触媒 | |
| Wu et al. | Photocatalytic reduction of CO2 using Ti–MCM-41 photocatalysts in monoethanolamine solution for methane production | |
| Xiang et al. | Selective photocatalytic reduction of CO2 to methanol in CuO-loaded NaTaO3 nanocubes in isopropanol | |
| Neppolian et al. | Efficient photocatalytic degradation of organics present in gas and liquid phases using Pt-TiO2/Zeolite (H-ZSM) | |
| CN104415754A (zh) | 一种固定化多相芬顿催化剂的合成方法 | |
| Nosrati et al. | Effective CO2 capture and selective photocatalytic conversion into CH3OH by hierarchical nanostructured GO–TiO2–Ag2O and GO–TiO2–Ag2O–Arg |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LICE | Declarations of willingness to grant licence |
Free format text: RATE OF LICENCE: 10% Effective date: 20150416 |