Syntéza nanočástic mědi v uhlíkové matrici pro udržitelnou produkci acetaldehydu
Téma již má řešitele.- Řešitel
- Táňa Dohnalová - Střední průmyslová škola chemická Brno, Vranovská, příspěvková organizace
- Instituce
- Masarykova univerzita
- Fakulta/ústav
- Fakulta přírodovědecká
- Další údaje o pracovišti
- Ústav chemie
- Lektoři
- Tomáš Pokorný
Neoxidativní dehydrogenace ethanolu na acetaldehyd je prvním krokem v Lebeděvova procesu (vícestupňová katalytická reakce ethanolu na butadien) a je efektivně katalyzována mědí.[1] Tato reakce v budoucnu nabízí potenciální využití jako náhrada produkce acetaldehydu a butadienu z ropy. Použití bioetanolu pro katalytickou přeměnu na acetaldehyd katalyzovanou nanodisperzní mědí má potenciál být ekologičtějším a udržitelnější řešením. Bohužel nanočástice mědi trpí na sintrování a koksování, což vede k jejich postupné deaktivaci, a proto je důležité zkoumat jejich možnou efektivní stabilizaci (matrice a dopování).[2]
Cílem práce bude příprava organometalyckých sítí MOF (metal-organic frameworks) [3] a jejích následná pyrolytická modifikace pro přípravu uhlíkové matrice s nanočásticemi mědi. Dále připravené materiály charakterizovat skenovací a transmisní elektronovou mikroskopií pro zjištění struktury a velikosti nanočástic. Dusíková porozimetrie bude využita pro charakterizaci velikosti specifického povrchu. Katalytická aktivita a stabilita připravených materiálů bude studována na průtočném reaktoru a vyhodnocována plynovým chromatografem. Dosažené výsledky budou porovnány s literaturou.
[1] Pokorny, T.; Vykoukal, V.; Machac, P.; Moravec, Z.; Scotti, N.; Roupcova, P.; Karaskova, K.; Styskalik, A. Ethanol Dehydrogenation over Copper-Silica Catalysts: From Sub-Nanometer Clusters to 15 Nm Large Particles. ACS Sustain. Chem. Eng. 2023, 11 (30), 10980–10992. DOI:10.1021/acssuschemeng.2c06777.
[2] Pokorny, T.; Doroshenko, I.; Machac, P.; Simonikova, L.; Bittova, M.; Moravec, Z.; Karaskova, K.; Skoda, D.; Pinkas, J.; Styskalik, A. Copper Phosphinate Complexes as Molecular Precursors for Ethanol Dehydrogenation Catalysts. Inorg. Chem. 2023. DOI:10.1021/acs.inorgchem.3c01678.
[3] Sahiner, N.; Sel, K.; Ozturk, O. F.; Demirci, S.; Terzi, G. Facile Synthesis and Characterization of Trimesic Acid-Cu Based Metal Organic Frameworks. Appl. Surf. Sci. 2014, 314, 663–669. DOI:10.1016/j.apsusc.2014.07.023.