Interfacial design of function integrated catalysts for ethanol dehydrogenation

乙醇脱氢功能集成催化剂的界面设计

基本信息

项目摘要

The project aims in a prototypical manner at the development of nanostructured catalysts for the dehydrogenation of ethanol. It relies on controlled formation and modification of interfaces between support and copper as the active phase. This should solve two problems, with the solution starting from the knowledge available for the system. Silica as support stabilizes copper nanoparticles very well, due to the formation of oxobridges between copper and support. On the other hand, silanol groups on the silica lead to side reaction, which reduce the selectivity to acetaldehyde. Carbon is an alternative support with reduced side reactions, but the copper particles are only weakly anchored, so that such systems are susceptible to sintering.These problems shall be solved by a designed interface. First, silica will be coated with a thin carbon layer, which suppresses the side reactions. Then copper nanoparticles will be deposited. Thermal treatement in hydrogen leads to local methanization of the carbon, so that the copper particles move through the carbon layer to the silica surface, where they are tightly anchored.Such catalysts are probably not easy to regenerate, since oxidative treatment will destroy the carbon layer. Therefore, two alternative concepts shall also be studied. The first uses SiC as support, the surface of which can be modified with different types of defects by controlled treatment. Copper can be anchored to these defects and thus efficiently immobilized, but due to the different surface functionalities compared to silica, side reactions may possibly be suppressed. The second system relies on arrays of oxide nanotubes, which have recently been synthesized for the first time. These tubes can be made from zirconia, with diameters on the order of 3 nm. In the tubes, copper nanoparticles will be immobilized, with the oxygen atoms being close to the copper sites, due to the small diameters. This is connected with high acetaldehyde selectivity of the catalyst.The catalysts will be characterized in ethanol dehydrogenation with respect to activity and selectivity. The properties of the catalysts will comprehensively be characterized ex-situ and under reaction conditions in order to correlate the tailored interface properties to the catalytic properties, which serves to improve the catalysts further.While the work is focussed on the title reaction, it will probably be possible to generalize the concepts to be developed to other systems. It is therefore hoped that the study will provide a blueprint for the knowledge-based development of nanostructured catalysts.
该项目旨在以原型方式开发用于乙醇脱氢的纳米结构催化剂。它依赖于载体和作为活性相的铜之间的界面的受控形成和改性。这应该解决两个问题,解决方案从系统可用的知识开始。二氧化硅作为载体非常好地稳定了铜纳米颗粒,这是由于在铜和载体之间形成氧桥。另一方面,二氧化硅上的硅烷醇基团导致副反应,这降低了乙醛的选择性。碳是一种副反应减少的替代载体,但铜颗粒的锚定作用很弱,因此这种系统容易烧结。这些问题应通过设计界面来解决。首先,二氧化硅将被覆盖一层薄碳层,这抑制了副反应。然后将沉积铜纳米颗粒。在氢气中的热分解导致碳的局部甲烷化,因此铜颗粒穿过碳层移动到二氧化硅表面,在那里它们被紧紧地固定住。这种催化剂可能不容易再生,因为氧化处理会破坏碳层。 因此,还应研究两个备选概念。第一种方法使用SiC作为载体,其表面可以通过控制处理用不同类型的缺陷进行改性。铜可以锚定到这些缺陷上,从而有效地固定,但由于与二氧化硅相比不同的表面官能度,可能会抑制副反应。第二个系统依赖于氧化物纳米管阵列,这是最近首次合成。这些管可以由氧化锆制成,直径约为3nm。在管中,铜纳米颗粒将被固定,由于直径小,氧原子靠近铜位点。这与催化剂的高乙醛选择性有关。该催化剂将在乙醇脱氢的活性和选择性方面进行表征。催化剂的性能将全面表征异位和反应条件下,以关联定制的界面性能的催化性能,这有助于进一步提高催化剂,虽然工作集中在标题反应,它可能会推广的概念,以开发其他系统。因此,希望这项研究将提供一个蓝图,以知识为基础的纳米结构催化剂的发展。

项目成果

期刊论文数量(3)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Cu supported on thin carbon layer-coated porous SiO2 for efficient ethanol dehydrogenation
Cu负载在薄碳层涂覆的多孔SiO2上用于高效乙醇脱氢
  • DOI:
    10.1039/c7cy02057k
  • 发表时间:
    2018-01
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Qing-Nan Wang;Lei Shi;Wei Li;Wen-Cui Li;Ri Si;Ferdi Schüth;An-Hui Lu
  • 通讯作者:
    An-Hui Lu
Tailoring the Surface Structure of Silicon Carbide Support for Copper Catalyzed Ethanol Dehydrogenation
铜催化乙醇脱氢碳化硅载体表面结构的定制
  • DOI:
    10.1002/cctc.201801742
  • 发表时间:
    2019-01-09
  • 期刊:
  • 影响因子:
    4.5
  • 作者:
    Li, Meng-Yue;Lu, Wen-Duo;Lu, An-Hui
  • 通讯作者:
    Lu, An-Hui
Copper Supported on Hybrid C@SiO2 Hollow Submicron Spheres as Active Ethanol Dehydrogenation Catalyst
杂化C@SiO2空心亚微米球负载铜作为活性乙醇脱氢催化剂
  • DOI:
    10.1002/cnma.201800021
  • 发表时间:
    2018-05-01
  • 期刊:
  • 影响因子:
    3.8
  • 作者:
    Lu, Wen-Duo;Wang, Qing-Nan;Lu, An-Hui
  • 通讯作者:
    Lu, An-Hui
{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ patent.updateTime }}

Professor Dr. Ferdi Schüth其他文献

Professor Dr. Ferdi Schüth的其他文献

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

{{ truncateString('Professor Dr. Ferdi Schüth', 18)}}的其他基金

Einlagerung von Halbleiterclustern in geordnete mesoporöse Oxide vom MCM-41-Typ
MCM-41 型有序介孔氧化物中半导体簇的插层
  • 批准号:
    5165566
  • 财政年份:
    1999
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Priority Programmes
Spektroskopische Eigenschaften von laseraktiven Gastionen und Gastkomplexen in Molekularsieben
分子筛中激光活性气体离子和客体配合物的光谱特性
  • 批准号:
    5236528
  • 财政年份:
    1995
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Priority Programmes
Durchführung von Messungen mit einem Mikroskop-Photometer
使用显微镜光度计进行测量
  • 批准号:
    5238120
  • 财政年份:
    1995
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Priority Programmes
Koordinatorfonds
协调基金
  • 批准号:
    5238113
  • 财政年份:
    1995
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Priority Programmes
Electrocatalytic Oxidation of Ammonia to Nitrogen Oxides in Liquid Ammonia
液氨中氨电催化氧化成氮氧化物
  • 批准号:
    433304922
  • 财政年份:
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Research Units

相似国自然基金

Applications of AI in Market Design
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2024
  • 资助金额:
    万元
  • 项目类别:
    外国青年学者研 究基金项目
基于“Design-Build-Test”循环策略的新型紫色杆菌素组合生物合成研究
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2021
  • 资助金额:
    0.0 万元
  • 项目类别:
    省市级项目
在噪声和约束条件下的unitary design的理论研究
  • 批准号:
    12147123
  • 批准年份:
    2021
  • 资助金额:
    18 万元
  • 项目类别:
    专项基金项目
基于贝叶斯网络可靠度演进模型的城市雨水管网整体优化设计理论研究
  • 批准号:
    51008191
  • 批准年份:
    2010
  • 资助金额:
    20.0 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
协同中继系统跨层资源分配与优化调度的理论及方法
  • 批准号:
    60972070
  • 批准年份:
    2009
  • 资助金额:
    33.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目
新型M4受体选择性拮抗剂的研究
  • 批准号:
    30973615
  • 批准年份:
    2009
  • 资助金额:
    32.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目
多跳无线 MESH 网络中 QoS 保障算法的研究设计和性能分析
  • 批准号:
    60902041
  • 批准年份:
    2009
  • 资助金额:
    20.0 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
下一代无线通信系统自适应调制技术及跨层设计研究
  • 批准号:
    60802033
  • 批准年份:
    2008
  • 资助金额:
    16.0 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
最优证券设计及完善中国资本市场的路径选择
  • 批准号:
    70873012
  • 批准年份:
    2008
  • 资助金额:
    27.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目
无重复析因设计的散度效应分析
  • 批准号:
    10626037
  • 批准年份:
    2006
  • 资助金额:
    3.0 万元
  • 项目类别:
    数学天元基金项目

相似海外基金

The mechanism of CELF1 upregulation and its role in the pathogenesis of Myotonic Dystrophy Type 1
CELF1上调机制及其在强直性肌营养不良1型发病机制中的作用
  • 批准号:
    10752274
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
Bilingualism as a cognitive reserve factor: the behavioral and neural underpinnings of cognitive control in bilingual patients with aphasia
双语作为认知储备因素:双语失语症患者认知控制的行为和神经基础
  • 批准号:
    10824767
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
The Proactive and Reactive Neuromechanics of Instability in Aging and Dementia with Lewy Bodies
衰老和路易体痴呆中不稳定的主动和反应神经力学
  • 批准号:
    10749539
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
Dual-Function Radar Communcation System: Joint Design and Optimization
双功能雷达通信系统:联合设计与优化
  • 批准号:
    EP/Y027558/1
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Fellowship
Project 2: Biomarker Analysis, Non-Genetic Risk Factors, and Their Genetic Interactions
项目 2:生物标志物分析、非遗传风险因素及其遗传相互作用
  • 批准号:
    10555697
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
Northern California Acute Care Research Consortium (NORCARES)
北加州急症护理研究联盟 (NORCARES)
  • 批准号:
    10552463
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
Mechanisms of compartmentalized plasticity in learning and memory
学习和记忆的区隔可塑性机制
  • 批准号:
    10522519
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
Microbiome targeted oral butyrate therapy in Gulf War multisymptom illness
微生物组靶向口服丁酸盐治疗海湾战争多症状疾病
  • 批准号:
    10367805
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
Assessing and Improving the Durability of Compensatory Cognitive Training for Older Veterans (AID-CCT)
评估和提高老年退伍军人补偿性认知训练的持久性 (AID-CCT)
  • 批准号:
    10636523
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
Nursing homes' visitation bans during the COVID-19 pandemic: Effectiveness and consequences.
COVID-19 大流行期间疗养院的探视禁令:有效性和后果。
  • 批准号:
    10635829
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了