Catalytic combustion of model volatile hydrocarbons in the presence of mixed metal oxides

Tematem pracy magisterskiej było katalityczne dopalanie metanolu jako modelowego lotnego związku organicznego w obecności mieszanych tlenków metali, pełniących rolę katalizatorów. Przeprowadzone testy katalityczne umożliwiły uzyskanie zależności konwersji metanolu od temperatury procesu, stanowiących podstawę dla porównania wykorzystanych katalizatorów. Eksperymenty przeprowadzono dla trzech serii próbek, w których rolę katalizatorów pełniły kolejno: układy tlenkowe pochodzenia hydrotalkitowego, metale osadzone na nośnikach MgO i Al2O3, a także układy tlenkowe charakteryzujące się różną zawartością żelaza otrzymane z mikroemulsji. W celu charakterystyki katalizatorów, a także określenia wpływu parametrów ich struktury na szybkość katalitycznego dopalania metanolu wyznaczono ich powierzchnię właściwą, a także przeprowadzono pomiary UV-VIS dla ciała stałego. Na podstawie uzyskanych wyników wytypowano najlepsze układy katalityczne wykorzystane w części eksperymentalnej: CuMgAl, Cu/Al2O3 oraz Fe-20, dla których całkowita konwersja metanolu zachodzi już w temperaturze ok. 325°C. Można wskazać je jako najbardziej obiecujące katalizatory w reakcji dopalania metanolu zbadane w ramach niniejszej pracy magisterskiej. Tematyka będąca przedmiotem pracy ma istotne znaczenie w dziedzinie ochrony środowiska i służy poszukiwaniom tanich i aktywnych katalizatorów utleniania lotnych związków organicznych, pozwalających ograniczać, bądź eliminować ich emisję do atmosfery.

The subject of the thesis was the catalytic combustion of methanol as a model volatile organic compound in the presence of mixed metal oxides, acting as catalysts. The catalytic tests enabled obtaining the relation between conversion of methanol and temperature of the process, what was used to catalysts comparison. Experiments were carried out for three series of the samples based on calcined hydrotalcites, transition metals deposited on MgO and Al2O3 and oxide systems characterized by different contents of iron obtained by microemulsion method. The obtained results showed that the best catalysts are: CuMgAl (in a series of calcined hydrotalcites), Cu/Al2O3 (in a series of supported catalysts) and Fe-20 (in a series for catalysts produced by microemulsion method), for which the total methanol conversion occurs at about 325° C. These three systems can be specified as the most promising catalysts for methanol combustion reaction studied in this thesis.The subject of thesis is essential for the environmental protection especially for searching low-cost and active catalysts for volatile organic compounds oxidation, what is necessary to limit VOC’s emissions to the atmosphere.