Neue Pd- und Ni-Katalysatoren für die Katalytische Oxidation von Methan

Titelangaben

Schwarz, Stefan:
Neue Pd- und Ni-Katalysatoren für die Katalytische Oxidation von Methan.
Bayreuth , 2018 . - III, 95 S.
( Dissertation, 2017 , Universität Bayreuth, Fakultät für Biologie, Chemie und Geowissenschaften)

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Abstract

Methan, der Hauptbestandteil von Erdgas, ist ein Nebenprodukt einer Vielzahl technischer Prozesse. Die katalytische Methanoxidation ist eine Schlüsseltechnologie aufgrund des hohen Einflusses von Methan auf den anthropogenen Treibhauseffekt. Katalysatoren für die Verbrennung von Methan sollten hohen Temperaturen über lange Zeiträume unter Beibehaltung hoher Aktivitäten standhalten können. Die Katalysatoreigenschaften lassen sich durch Variation des Trägermaterials und der katalytisch aktiven Metallkomponente beeinflussen. In der vorliegenden Arbeit wurden neue Katalysatoren für die vollständige Oxidation von Methan hergestellt. Die katalytisch aktive Metallkomponente sowie das Trägermaterial wurden dabei variiert. Ein Festbettreaktor mit angeschlossener Analytik zur Untersuchung der Methanoxidation wurde eingerichtet. Pd-haltige Katalysatoren mit einem auf Siliziumcarbonitrid (SiCN) basierendem neuartigen mesoporösen Trägermaterial wurden für katalytische Studien eingesetzt. Durch die Verwendung von heterobinuklearen Komplexen mit Liganden auf Basis kompartimentierter Schiff`scher Basen als Präkursor wurden hochaktive PdO-CeO2/Al2O3 und NiO-CeO2/Al2O3 Katalysatoren entwickelt, die im Vergleich zu bekannten Systemen eine deutlich höhere Aktivität zeigten.

Abstract in weiterer Sprache

Methane, as the main component of natural gas, is a side product of numerous industrial processes. The catalytic oxidation of methane is a key technology due to the high impact of methane on the anthropogenic green house effect. Catalysts used for the combustion of methane need to withstand high temperatures over extended periods of time while retaining high activities. The catalyst properties can be influenced by varying the support and the catalytic active metal. In the present work new catalysts for the total oxidation of methane were prepared. Therefore, the catalytic active metal and the support material were varied. A fixed bed reactor with on-line analysis was established to investigate the oxidation of methane. Pd containing catalysts supported on a novel silicon carbon nitride (SiCN) based mesoporous support were used for catalytic studies. The application of heterobimetallic complexes with ligands based on compartmental Schiff bases as precursors led to highly active PdO-CeO2/Al2O3 and NiO-CeO2/Al2O3 catalysts. Compared to established systems the catalytic activity is significantly higher.