DOCHAIN, Denis D, Aleš STÝSKALÍK, Vít VYKOUKAL, Alexandre VIMONT, Arnaud TRAVERT a Damien P DEBECKER. Non-hydrolytic Sol-Gel Routes to Bifunctional Cu-Ta-SiO<sub>2</sub> Catalysts for the Upgrading of Ethanol to Butadiene. CHEMISTRY OF MATERIALS. WASHINGTON: AMER CHEMICAL SOC, 2023, roč. 35, č. 17, s. 7113-7124. ISSN 0897-4756. Dostupné z: https://dx.doi.org/10.1021/acs.chemmater.3c01407.
Další formáty:   BibTeX LaTeX RIS
Základní údaje
Originální název Non-hydrolytic Sol-Gel Routes to Bifunctional Cu-Ta-SiO<sub>2</sub> Catalysts for the Upgrading of Ethanol to Butadiene
Autoři DOCHAIN, Denis D, Aleš STÝSKALÍK (203 Česká republika, garant, domácí), Vít VYKOUKAL (203 Česká republika, domácí), Alexandre VIMONT, Arnaud TRAVERT a Damien P DEBECKER.
Vydání CHEMISTRY OF MATERIALS, WASHINGTON, AMER CHEMICAL SOC, 2023, 0897-4756.
Další údaje
Originální jazyk angličtina
Typ výsledku Článek v odborném periodiku
Obor 10402 Inorganic and nuclear chemistry
Stát vydavatele Spojené státy
Utajení není předmětem státního či obchodního tajemství
WWW URL
Impakt faktor Impact factor: 8.600 v roce 2022
Kód RIV RIV/00216224:14310/23:00132623
Organizační jednotka Přírodovědecká fakulta
Doi http://dx.doi.org/10.1021/acs.chemmater.3c01407
UT WoS 001059698900001
Klíčová slova anglicky HETEROGENEOUS CATALYSTS; CONVERSION; ZEOLITES
Štítky CF CRYO, rivok
Příznaky Mezinárodní význam, Recenzováno
Změnil Změnila: Mgr. Eva Dubská, učo 77638. Změněno: 8. 4. 2024 00:10.
Anotace
The one-step catalytic conversion of bio-based ethanol to 1,3-butadiene is an attractive way to produce this important C4 building block, to be exploited as a sustainable drop-in chemical in the tire and nylon industry. For this catalytic process, bifunctional catalysts combining both redox and acidic properties are required. Here, we leverage non-hydrolytic sol-gel (NHSG) chemistry to prepare tailored Cu-Ta-SiO2 catalysts featuring an open texture, dispersed acidic Ta sites, and small Cu nanoparticles. In the ether route, silicon tetrachloride and tantalum pentachloride undergo polycondensation reactions with diisopropyl ether as the oxygen donor. In the acetamide elimination route, silicon tetraacetate reacts with pentakis(dimethylamido)tantalum(V). In both routes, copper(II) acetylacetonate is added and trapped in a tantalosilicate matrix. Upon calcination, CuO nanoparticles form and the resulting bifunctional material develop a mesoporous texture with specific surface areas in the 650-950 m(2) g(-1) range, pore volumes between 0.75 and 0.90 cm(3) g(-1), and average pore diameters above 3 nm. With the help of NH3-TPD, FTIR, CO- and pyridine-adsorbed FTIR, XRD, XPS, and STEM-EDS, we demonstrate that the catalysts made via the acetamide elimination route show higher performance in the ethanol-to-butadiene reaction, with low selectivity in dehydration byproducts, owing to moderate Lewis acidity, smaller Cu nanoparticles, and higher active site proximity. After optimization of the Ta and Cu loadings, a butadiene productivity as high as 0.38 g(BD) g(cat)(-1) h(-1) is obtained, surpassing state-of-the-art catalysts with similar formulations and tested under similar reaction conditions.
Návaznosti
EF18_046/0015974, projekt VaVNázev: Modernizace České infrastruktury pro integrativní strukturní biologii
GJ20-03636Y, projekt VaVNázev: Nové katalyzátory pro přípravu 1,3-butadienu z ethanolu
Investor: Grantová agentura ČR, Nové katalyzátory pro přípravu 1,3-butadienu z ethanolu
LM2023042, projekt VaVNázev: Česká infrastruktura pro integrativní strukturní biologii
Investor: Ministerstvo školství, mládeže a tělovýchovy ČR, CIISB - Česká infrastruktura pro integrativní strukturní biologii
90242, velká výzkumná infrastrukturaNázev: CIISB III
VytisknoutZobrazeno: 12. 7. 2024 13:04