Sustainable catalysis by zeolites and bimetallic nanoparticles encapsulated in zeolite-like carriers

Abstract

Udržitelné katalytické procesy vyžadují selektivní a odolné katalyzátory složené z hojných a netoxických prvků. Zeolity tyto vlastnosti splňují díky své tvarové selektivitě, silné kyselosti, robustnosti a složení z na Zemi běžných prvků (Si, Al, Fe atd.), což z nich činí nepostradatelné průmyslové katalyzátory. Železité zeolity, na rozdíl od hlinitokřemičitanů, přidávají k vlastnostem klasických zeolitů jedinečnou redoxní aktivitu a nabízejí velký potenciál pro využití v redoxní i kyselé katalýze. Tato práce si klade za cíl navrhnout udržitelné katalyzátory na bázi zeolitů s obsahem železa, a to jak začleněným do struktury zeolitu, tak i ve formě (bi)metalických nanočástic. Důraz je kladen na objasnění vztahů mezi jejich strukturou a aktivitou při výrobě lehkých olefinů ve fluidním katalytickém krakování a selektivní hydrogenaci. Fluidní katalytické krakování (FCC) je celosvětově nejvýznamnější proces katalyzovaný zeolity. Klesající poptávka po palivech získaných z ropy spolu s rostoucí poptávkou po petrochemických látkách, jako jsou lehké olefiny (propen, buteny) a lehké aromáty (benzen, toluen a xyleny, BTX), však i pro jednotky FCC v blízké budoucnosti diktují přechod od procesů typu ropa-na-paliva k procesům typu ropa-na-chemikálie. Toho lze dosáhnout optimalizací zeolitických katalyzátorů pro...