• Bewerking
  • Verpakking
  • Transport
  • Componenten
  • Opslag
  • Diensten
  • Besturing

TU Delft

TU Delft en Dow Chemical Company melden doorbraak in Fischer-Tropsch-katalyse

donderdag, 12 maart 2015

Large_tu-delft-en-dow-chemical-company-melden-doorbraak-in-fischer-tropsch-katalyse

DELFT - Door de toenemende zorgen over het opraken van olievoorraden is er wereldwijd steeds meer belangstelling voor alternatieve grondstoffen voor belangrijke petrochemische producten en brandstoffen. 

Het betreft onder andere de zogenaamde lagere alkenen, die een belangrijke rol spelen in de productie van plastics, cosmetica en medicijnen.

Deze belangrijke chemicaliën kunnen worden gesynthetiseerd via het zogenaamde Fischer‐Tropsch-proces, dat gebruik maakt van katalysatoren op basis van ijzer, dat in grote mate voorradig is. Wanneer deze katalysatoren echter met de traditionele synthesemethoden worden geprepareerd, worden ze onder reactieomstandigheden snel gedeactiveerd. Dit komt door de inhomogene verdeling van de grootte van de ijzerdeeltjes.

Er is nu een antwoord gevonden op deze uitdaging, die de wetenschappelijke wereld al lang bezighoudt, door samenwerking tussen onderzoekers van de sectie Catalysis Engineering (ChemE, TU Delft), Dow Chemical Company, University College London en de Universiteit van Cadiz. Zij hebben een innovatieve methode ontwikkeld om stabiele en actieve Fischer‐Tropsch-ijzerkatalysatoren te synthetiseren.

Bij de nieuwe methode wordt een Metal Organic Framework (MOF) als precursor gebruikt voor de synthese van reguliere, in een grafietmatrix ingekapselde ijzernanodeeltjes. Ondanks de hoge ladingen ijzer die met deze preparatiemethode kunnen worden gerealiseerd, zorgen de hoge dispersie van de metaalfase en de inkapseling in een zeer poreuze koolstofmatrix voor een ongeëvenaarde activiteit en een uitzonderlijke stabiliteit.

De productiviteit van vaste stoffen die door middel van een MOF zijn verkregen is – op basis van het totale gewicht van de katalysator – een orde van grootte hoger dan die van de commerciële katalysatoren, ook als de MOF-katalysatoren minder ijzer bevatten.

De ontwerpstrategie is eenvoudig en biedt brede toepassingsmogelijkheden. Hiermee komt de gecontroleerde productie van stabiele metalen nanodeeltjes met een hoge dispersie in poreuze matrices binnen bereik; dit is een van de grote uitdagingen voor de materiaalwetenschappen en voor industriële katalyse.

Een gedetailleerd technisch artikel over dit onderzoek is gepubliceerd in het laatste nummer van Nature Communications:

V.P. Santos, T.A. Wezendonk, J.J. Delgado Jaén, A.I. Dugulan, M.A. Nasalevich, H.U. Islam, A. Chojecki, S. Sartipi, X. Sun, A.A. Hakeem, A.C.J. Koeken, M. Ruitenbeek, T. Davidian, G.R. Meima, G. Sankar, F. Kapteijn, M. Makkee and J. Gascon. Metal Organic Framework mediated synthesis of highly stable and active Fischer‐Tropsch catalysts. Nature Commun. (2015)