Selektivna konverzija CO₂ i H₂ u vredne hemikalije i goriva je obećavajući put za reciklažu ugljenika. Razvijeno je više puteva za hidrogenaciju CO₂ do metanola, viših alkohola, dimetil etra (DME), aromata, ugljovodonika i olefina. Među ovim proizvodima, DME je atraktivan jer je netoksičan i nekorozivan i korišćen je kao hemikalija platforme u industriji, nosač vodonika i aditiv za goriva.
Serija katalizatora je sintetizovana za direktnu hidrogenaciju CO₂-u-DME putem kaskadne katalize koja uključuje sintezu metanola i kondenzaciju metanola u DME preko bakarnog katalizatora na podu. Međutim, visoka selektivnost DME je postignuta samo pri niskoj konverziji CO₂ , što je rezultiralo slabom produktivnošću u jednom prolazu.
Kada se konverzija CO₂ povećala, nastali su obilni nusprodukti CO, metanola i ugljovodonika. Nedavni trend je konverzija CO₂ u DME preko bifunkcionalnih katalizatora, kao što su nanočestice bakra podržane kiselim oksidom, ali njihov učinak je i dalje nezadovoljavajući. Pored toga, nanočestice bakra su sinterovane tokom katalize, što je rezultiralo slabom izdržljivošću.
Nedavno je istraživački tim na čelu sa prof. Feng-Shou Ksiaoom i prof. Liang Vangom sa Univerziteta Zhejiang, Kina, prevazišao ova ograničenja razvojem visoko aktivnog, selektivnog i izdržljivog katalizatora nanočestica bakra za pretvaranje CO₂ u DME. Ovo je postignuto nanošenjem Cu nanočestica na hidrofobne i Ga-modifikovane nosače silicijum dioksida. Ga-modifikovani silicijum je obezbedio umerenu kiselost za dehidrataciju metanola u DME, što je ometalo duboku dehidrataciju ugljovodonika.
Važno je da hidrofobna površina katalizatora efikasno ometa sinterovanje nanočestica Cu, koje obično pokreću voda i metanol. Shodno tome, pod sledećim reakcionim uslovima (6000 mL g cat –1 ·h –1, 3 MPa, 240 °C), konverzija CO₂ od 9,7%, selektivnost DME i metanola od 59,3% i 28,4%, i selektivnost CO od dobijeno je samo 11,3%. U kontinuiranoj evaluaciji tokom 100 h, performanse su dobro održavane bez ikakvog trenda deaktivacije, nadmašujući performanse opšte podržanih Cu katalizatora.
Istraživanje je objavljeno u kineskom časopisu Catalisis.
Istražite dalje
