Wzrastająca z roku na rok emisja ditlenku węgla wymusiła wprowadzenie nowych strategii mających na celu ograniczenie ilości CO2 wprowadzanego do atmosfery.
Metody chemicznej utylizacji C02 pozwalają na jego konwersję do pożądanych
produktów chemicznych np. paliw syntetycznych. Jednym z procesów, dzięki któremu możliwa jest konwersja CO2 do innych związków chemicznych jest
proces suchego reformingu metanu (DRM). Pomimo wielu zalet, procesu DRM nie został on jeszcze wprowadzony na skalę przemysłową. Główną przyczyną ograniczonych możliwości komercjalizacji procesu DRM jest brak odpowiedniego katalizatora charakteryzującego się wysoką aktywnością i stabilnością.
Materiałami, które posiadają korzystne właściwości w reakcji DRM oraz mogą zawierać w swojej strukturze pożądane dla reakcji komponenty tj. Ni, MgO oraz AI2O3, są hydrotalkity. Przedstawiona praca doktorska została podzielona na trzy główne części. W części pierwszej przebadano wpływ metody wprowadzania niklu do układów hydrotalkitowych na ich aktywność katalityczną. Druga część dotyczyła wpływu ilości niklu w warstwach brucytowych na stabilność, selektywność i aktywność badanych układów. W ostatniej części badano wpływ zastosowania promotorów - CeO2 i/lub ZrO2. W tym celu przygotowano szereg katalizatorów hydrotalkitowych metodą współstrącania przy stałym pH. Właściwości fizykochemiczne przegotowanych materiałów zostały zbadane za pomocą ICP-MS i/lub XRF, XRD, FTIR, sorpcji N2, H2-TPR, CO2-TPD, TEM,
SEM oraz TG. Następnie przygotowane katalizatory testowano w reakcji DRM w temperaturze 550, 650 i 750°C.
„Novel catalysts for chemical CO2 utilization"
The growing emissions of carbon dioxide forced implementation of different CO2
emissions reduction strategies, which may be divided into two main groups: (i) carbon capture and storage (CCS) and (ii) carbon capture and utilization (CCU) technologies. The latter approach allows to recycle CO2. One of the processes that converts CO2 into added-value products is dry reforming of methane (DRM). The DRM process has not yet been commercialized due to the high endothermicity of the reaction and lack of cheap, active and stable catalysts.
The materials which have beneficial properties in DRM reaction and may include desired catalysts components i.e. Ni, MgO and A12O3 are hydrotalcites. The main
goal of this PhD thesis was to evaluate catalytic performance of different hydrotalcite-based catalytic systems containing nickel in methane dry reforming process. The work carried for this PhD was divided into three parts: (i) the comparison of the influence of nickel introduction into HTs-based catalytic system, (ii) the evaluation of wide range of nickel content in hydrotalcite brucite-like layers on materials catalytic properties and (iii) the evaluation of the effect of Ce and/or Zr promoters. In order to address these issues a number of different hydrotalcite-based catalysts was synthesized by co- precipitation. The physico-chemical properties of the prepared materials were evaluated by means of elemental analysis (XRF or ICP-MS), XRD, FTIR, N2 sorption, H2-TPR, CO2
-TPD, TEM, SEM and TG experiments. The materials were subsequently tested in the DRM reaction at 550, 650 and 750°C.
