PL228994B1 - Sposób adsorpcji gazowego CO2 - Google Patents
Sposób adsorpcji gazowego CO2Info
- Publication number
- PL228994B1 PL228994B1 PL402460A PL40246013A PL228994B1 PL 228994 B1 PL228994 B1 PL 228994B1 PL 402460 A PL402460 A PL 402460A PL 40246013 A PL40246013 A PL 40246013A PL 228994 B1 PL228994 B1 PL 228994B1
- Authority
- PL
- Poland
- Prior art keywords
- tio2
- pressure
- nitrogen
- adsorption
- sorption
- Prior art date
Links
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 title claims description 28
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 18
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 25
- 239000003463 adsorbent Substances 0.000 claims description 3
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 52
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 26
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 11
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 5
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 5
- 239000011941 photocatalyst Substances 0.000 description 5
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 4
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 3
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 241001658044 Beata Species 0.000 description 2
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 2
- 239000001307 helium Substances 0.000 description 2
- 229910052734 helium Inorganic materials 0.000 description 2
- SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N helium atom Chemical compound [He] SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 2
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 2
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000004408 titanium dioxide Substances 0.000 description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 description 1
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 description 1
- 239000003570 air Substances 0.000 description 1
- 150000001298 alcohols Chemical class 0.000 description 1
- 150000001299 aldehydes Chemical class 0.000 description 1
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 description 1
- 238000006555 catalytic reaction Methods 0.000 description 1
- 235000019994 cava Nutrition 0.000 description 1
- 238000003889 chemical engineering Methods 0.000 description 1
- 239000003245 coal Substances 0.000 description 1
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 1
- 238000007872 degassing Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000004146 energy storage Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000007210 heterogeneous catalysis Methods 0.000 description 1
- 238000005984 hydrogenation reaction Methods 0.000 description 1
- 150000002576 ketones Chemical class 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 239000003345 natural gas Substances 0.000 description 1
- 231100000956 nontoxicity Toxicity 0.000 description 1
- 239000002957 persistent organic pollutant Substances 0.000 description 1
- 238000007146 photocatalysis Methods 0.000 description 1
- 230000001699 photocatalysis Effects 0.000 description 1
- 239000000376 reactant Substances 0.000 description 1
- 239000010865 sewage Substances 0.000 description 1
- 239000002594 sorbent Substances 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 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
- Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
- Y02A50/00—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE in human health protection, e.g. against extreme weather
- Y02A50/20—Air quality improvement or preservation, e.g. vehicle emission control or emission reduction by using catalytic converters
Landscapes
- Catalysts (AREA)
- Exhaust Gas Treatment By Means Of Catalyst (AREA)
- Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)
Description
(21) Numer zgłoszenia: 402460 (51) Int.CI.
B01D 53/62 (2006.01) B01J 21/06 (2006.01) (22) Data zgłoszenia: 17.01.2013
Urząd Patentowy Rzeczypospolitej Polskiej
| (54) | Sposób adsorpcji gazowego CO2 | |
| (73) Uprawniony z patentu: ZACHODNIOPOMORSKI UNIWERSYTET TECHNOLOGICZNY W SZCZECINIE, Szczecin, PL | ||
| (43) Zgłoszenie ogłoszono: | (72) Twórca(y) wynalazku: | |
| 21.07.2014 BUP 15/14 | ANTONI WALDEMAR MORAWSKI, Szczecin, PL BEATA MICHALKIEWICZ, Szczecin, PL AGNIESZKA WANAG, Szczecin, PL | |
| (45) O udzieleniu patentu ogłoszono: | KAMILA BUBACZ, Szczecin, PL | |
| 30.05.2018 WUP 05/18 | SYLWIA MOZIA, Szczecin, PL JACEK PRZEPIÓRSKI, Bezrzecze, PL BEATA TRYBA, Szczecin, PL (74) Pełnomocnik: rzecz, pat. Renata Zawadzka |
'St σ>
σ>
CM
CM
Ω.
PL 228 994 B1
Opis wynalazku
Przedmiotem wynalazku jest sposób adsorpcji gazowego CO2 z wykorzystaniem T1O2 jako adsorbenta.
Jednym z problematycznych gazów zanieczyszczających atmosferę jest CO2, którego nadmierna emisja odpowiedzialna jest za istnieje efektu cieplarnianego. Obecnie do usuwania CO2 stosuje się metodę CCS - Carbon Capture and Geological Storage (zatrzymywanie węgla i gromadzenie go w podziemnych zbiornikach). Odpowiednie do gromadzenia CO2 są goologiczne formacje, z których była wydobyta ropa i gaz ziemny, a także nie nadające się do wydobycia warstwy węgla, jaskinie i podobne formy z nieprzepuszczalnym nadkładem.
Fotokatalizatory na bazie TiO2 stosowane są najczęściej do rozkładu zanieczyszczeń organicznych obecnych w wodzie, ściekach i powietrzu.
Ditlenek tytanu jest szeroko stosowany w katalizie i fotokatalizie heterogenicznej z powodu chemicznej stabilności, nietoksyczności i niskiego kosztu. Jest skuteczny w wielu reakcjach chemicznych co powoduje jego ogromne znaczenia w procesach ochrony środowiska, syntezach chemicznych, produkcji energii i magazynowaniu energii. (G.N. Kryukova, G.A. Zenkovets, A.A. Shutilov, M. Wilde, K. Gunther, D. Fassler, K. Richter, Appl. Catal. B 71 (2007) 169-176; O. Ozcan, F. Yukruk, E.U. Akkaya, D. Uner, Appl. Catal. B 71 (2007) 291-297; K.-P. Yu, G.W.M. Lee, Appl. Catal. B 75 (2007) 29-38; E.A. Kozlova, A.V. Vorontsov, Appl. Catal. B 77 (2007) 35-45; C. Young, T.M. Lim, K. Chiang, J. Scott, R. Amal, Appl. Catal. B 78 (2008) 1 -10; Y. Ishibai, J. Sato, T. Nishikawa, S. Miyagishi, Appl. Catal. B 79 (2008) 117-121; M.R. Hoffmann, S.T. Martin, W. Choi, D.W. Bahnemann, Chem. Rev. 95 (1995) 69-96; D.V. Bavykin, J.M. Friedrich, F.C. Walsh, Adv. Mater. 18 (2006) 2807-2824;
I.K. Konstantinou, T.A. Albanis, Appl. Catal. B 42 (2003) 319-335; A. Hagfeldt, M. Gratzel, Chem. Rev. 95 (1995) 49-68).
Spośród tych procesów szczególnie trudne jest cieszące się ostatnio zainteresowaniem uwodornienie ditlenku węgla, które może prowadzić do różnych produktów np. węglowodory, alkohole, aldehydy, ketony (S.H. Chien, Y.C. Liou, M.C. Kuo, Synth. Met. 152 (2005) 333-336; H. Sakurai, M. Haruta, Catal. Today 29 (1996) 361-365; H. Sakurai, M. Haruta, Appl. Catal. A 127 (1995) 93-105; W. Wang, S. Wang, X. Ma, J. Gong, Chem. Soc. Rev., 2011,40, 3703-3727).
Adsorpcja reagentów na powierzchni katalizatora i fotokatokatalizatora jest najważniejszym etapem procesu, gdyż decyduje o wydajności reakcji. Dodatkowo, oprócz wysokiego stopnia przemiany, kontakt(katalizator) wykazujący wysoką sorpcję CO2 może wykazywać wysoką katalityczną selektywność w wybranych reakcjach.
Z publikacji X. Li, H. Liua, D. Luoa, J. Li, Y. Huang, H. Li, Y. Fang, Y. Xu, L. Zhu, Chemical Engineering Journal 180 (2012) 151 -158; K. Yu, W. Yu, M. Kuo, Y. Liou, S. Chien, Applied Catalysis B 84 (2008) 112-118 wiadomo, że komercyjny TiO2 (P25) oraz TiO2 modyfikowany w różny sposób wykazuje pewną sorpcje CO2. Z publikacji K. Bubacz, J. Choina, D. Dolat, E. Borowiak-Paleń, D. Moszyński, A.W. Morawski, Materials Research Bulletin 45 (2010) 1085-1091 znany jest sposób otrzymywania TiO2 modyfikowanego azotem. Z opisu polskiego zgłoszenia wynalazku P399847 znany jest sposób modyfikacji TiO2 parami węglowodorów i amoniaku. Tak zmodyfikowany fotokatalizator wykorzystywany jest do sorpcji CO2.
Sposób adsorpcji gazowego CO2, według wynalazku, z wykorzystaniem TiO2 jako adsorbenta, charakteryzuje się tym, że do ciśnieniowej sorpcji gazowego CO2 stosuje się TiO2 modyfikowany azotem. Azot nadaje lekko kwaśnemu TiO2 lekki charakter zasadowy. Właściwość ta powoduje zwiększenie adsorpcji CO2, zwłaszcza w podwyższonym ciśnieniu. Korzystnie stosuje się gazowy CO2 o ciśnieniu w przedziale 10-40 barów.
Zaletą rozwiązania jest wzrost adsorpcji CO2 pod wysokim ciśnieniem w porównaniu z produkowanym komercyjnie TiO2 (P25) czy innymi znanymi sorbentami.
Wynalazek bliżej ilustrują poniższe przykłady wykonania. Ciśnieniowy proces adsorpcji prowadzono metodą wolumetryczną z wykorzystaniem aparatu IMI (Hiden Isochema Ltd.,). Przykład 1 do 4 odnosi się do TiO2 modyfikowanego azotem, natomiast przykład 5 odnosi się do komercyjnie dostępnego fotokatalizatora P25 i stanowi przykład porównawczy.
P r z y k ł a d 1
Próbkę TiO2-azot o masie 0,0694 g poddaje się odgazowaniu w temperaturze 150°C pod ciśnieniem 1-10-6 mbar w ciągu 5 godzin. Następnie wpuszcza się hel w celu wyznaczenia objętości martwej. Usuwa się hel poprzez odgazowanie w temperaturze 40°C do uzyskania ciśnienia L-10-6
PL 228 994 B1 mbar. Pomiar adsorpcji ditlenku węgla prowadzi się w temperaturze 40°C pod ciśnieniem CO2 wynoszącym 10 barów. Stwierdzono, że w takich warunkach adsorpcja CO2 wyniosła 1,6 mmol/g TiO2-azot, tj. 71.9 mg/g TiO2-azot (7,2% mas.).
P r z y k ł a d 2
Postępowano analogicznie jak w przykładzie I z tą różnicą, że pomiar adsorpcji ditlenku węgl a prowadzi się pod ciśnieniem CO2 wynoszącym 20 barów. Stwierdzono, że w takich warunkach adsorpcja CO2 wyniosła 2.13 mmol/g TiO2-azot, tj. 93.86 mg/g TiO2-azot (9,4% mas.).
P r z y k ł a d 3
Postępowano analogicznie jak w przykładzie I z tą różnicą, że pomiar adsorpcji ditlenku węgla prowadzi się pod ciśnieniem CO2 wynoszącym 30 barów. Stwierdzono, że w takich warunkach adsorpcja CO2 wyniosła 2,6 mmol/g TiO2-azot, tj. 122,3 mg/g TiO2-azot (11,4% mas.).
P r z y k ł a d 4
Postępowano analogicznie jak w przykładzie I z tą różnicą, że pomiar adsorpcji ditlenku węgla prowadzi się pod ciśnieniem CO2 wynoszącym 40 barów. Stwierdzono, że w takich warunkach adsorpcja CO2 wyniosła 3,8 mmol/g TiO2-azot, tj. 132 mg/g TiO2-azot (13,2% mas.).
P r z y k ł a d 5
Przeprowadzono pomiary na referencyjnym ditlenku tytanu-fotokatalizatorze P25 - tzn. komercyjnym najpowszechniej dostępnym i stosowanym na rynkach światowych. Pomiary sorpcji przeprowadzono analogicznie jak w przykładach nr 1-4. Uzyskano dużo niższe sorpcje niż dla TiO2-azot :
Dla ciśnienia 10 barów - sorpcja 0,86 mmol/g P25, tj. 30,2 mg/g P25 (3,03 %)
Dla ciśnienia 20 barów - sorpcja 0,96 mml/g P25, tj. 42,1 mg/g P25 (4,21 %)
Dla ciśnienia 30 barów - sorpcja 1,22 mmol/g P25, tj. 53,5 mg/g P25 (5,35 %)
Dla ciśnienia 40 barów - sorpcja 1,61 mml/g P25, tj. 70,8 mg/g P25 (7,08 %)
Claims (2)
- Zastrzeżenia patentowe1. Sposób adsorpcji gazowego CO2 z wykorzystaniem TiO2 jako adsorbenta, znamienny tym, że do ciśnieniowej sorpcji gazowego CO2 stosuje się TiO2 modyfikowany azotem.
- 2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że stosuje się gazowy CO2 o ciśnieniu w przedziale 10-40 barów.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL402460A PL228994B1 (pl) | 2013-01-17 | 2013-01-17 | Sposób adsorpcji gazowego CO2 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL402460A PL228994B1 (pl) | 2013-01-17 | 2013-01-17 | Sposób adsorpcji gazowego CO2 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| PL402460A1 PL402460A1 (pl) | 2014-07-21 |
| PL228994B1 true PL228994B1 (pl) | 2018-05-30 |
Family
ID=51179302
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PL402460A PL228994B1 (pl) | 2013-01-17 | 2013-01-17 | Sposób adsorpcji gazowego CO2 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| PL (1) | PL228994B1 (pl) |
-
2013
- 2013-01-17 PL PL402460A patent/PL228994B1/pl unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| PL402460A1 (pl) | 2014-07-21 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Song et al. | Insight into the origin of excellent SO2 tolerance and de-NO x performance of quasi-Mn-BTC in the low-temperature catalytic reduction of nitrogen oxide | |
| Li et al. | A high-performance zinc-organic framework with accessible open metal sites catalyzes CO2 and styrene oxide into styrene carbonate under mild conditions | |
| Park et al. | A highly active and stable palladium catalyst on a g-C3N4 support for direct formic acid synthesis under neutral conditions | |
| Putla et al. | MnOx nanoparticle-dispersed CeO2 nanocubes: a remarkable heteronanostructured system with unusual structural characteristics and superior catalytic performance | |
| Gunasekar et al. | Design strategy toward recyclable and highly efficient heterogeneous catalysts for the hydrogenation of CO2 to formate | |
| Lim et al. | Effect of N-containing functional groups on CO2 adsorption of carbonaceous materials: a density functional theory approach | |
| Sani et al. | A study of contemporary progress relating to COF materials for CO2 capture and fixation reactions | |
| RU2492925C2 (ru) | Геометрически классифицированный, имеющий определенную форму твердый носитель для катализатора эпоксидирования олефина | |
| Liang et al. | Recent advances on nitrogen-doped metal-free materials for the selective catalytic oxidation of hydrogen sulfide | |
| CN104117390A (zh) | 负载银纳米颗粒的金属有机框架配合物催化剂的制备方法 | |
| BR112012014674B1 (pt) | Process for the production of olefin oxide, catalyst, and its use | |
| US20160199817A1 (en) | Nitrous oxide decomposition catalyst | |
| Wang et al. | Nanoporous Cu (II)-adenine-based metal–organic frameworks for selective adsorption of C2H2 from C2H4 and CO2 | |
| Tang et al. | Decomposition of N2O on ZIF-67-Derived Co/CoO x@ Carbon Catalysts and SO2 Interference | |
| Mondal et al. | Temperature-Variant CO2 separation in entangled Metal-Organic framework with carboxamide functionality-fueled atmospheric-pressure cycloaddition and Size-Exclusive tandem knoevenagel condensation | |
| CN104981430B (zh) | 用于基于银的环氧乙烷催化剂的改性载体 | |
| KR20180116000A (ko) | 이산화탄소 메탄화 촉매 및 이의 제조 방법 | |
| EP2852568A1 (en) | Process for making dimethyl carbonate | |
| Yao et al. | Hydrazine as a facile and highly efficient hydrogen source for reduction of NaHCO3 into formic acid over Ni and ZnO catalysts | |
| JP5483723B2 (ja) | 亜酸化窒素分解触媒およびこれを用いた亜酸化窒素を含むガスの浄化方法 | |
| WO2020184254A1 (ja) | ギ酸の製造方法 | |
| CN118103136A (zh) | 氧化亚氮分解用催化剂的再生方法和氧化亚氮的分解方法 | |
| JP7405594B2 (ja) | ギ酸の製造方法 | |
| CN1520394A (zh) | 通过胺的低压多相氧化羰基化合成氨基甲酸酯 | |
| RU2016130825A (ru) | Способ получения катализатора, предназначенного для применения в реакторе фишера-тропша |