National Research And Development Institute For Cryogenic And Isotopic Technologies
PN 19 11 03 01
Studii privind obtinerea si imbunatatirea proprietatilor acido-bazice ale materialelor catalitice nanoporoase pentru aplicatii in procese de valorificare a deseurilor
Obiectivele principale ale acestui proiect sunt:
– prepararea de noi tipuri de materiale nanoporoase cu proprietati catalitice pe baza de metale tranzitionale, oxizi ai acestor metale, zeoliti si silice mezoporoasa;
– determinarea proprietatilor acido-bazice ale materialelor nanoporoase catalitice preparate;
– testarea performantelor catalitice in reactii de deshidratare, deoxigenare, cracare si hidrogenare-dehidrogenare;
– stabilirea relatiei dintre caracteristicile acido-bazice ale materialelor nanoporoase, metoda de preparare si performantele catalitice;
– evaluarea eficientei catalitice in procese termocatalitice cu scopul transformarii deseurilor in combustibili si produsi chimici utili;
– imbunatatirea performantelor catalitice prin ajustarea caracteristicilor si proprietatilor acido-bazice ale materialelor nanoporoase preparate;
– compararea performantelor obtinute cu cele ale catalizatorilor comerciali utilizati in acelasi scop, reglarea formularilor catalitice pentru crearea de noi sisteme catalitice cu selectivitate si activitate catalitica imbunatatita pentru procese termocatalitice de valorificare deseuri.
Prezentare schematica a obiectivelor proiectului
Scop
Proiectul are ca scop final promovarea tehnologiilor energetice curate, care sa asigure reciclarea si valorificarea deseurilor (deseuri de biomasa, deseuri industriale, deseuri lichide si gaze reziduale), prin transformarea lor in combustibili si produsi chimici utili, cu valoare adugata, contribuind astfel la reducerea impactului negativ asupra mediului si populatiei.
Faze
Anul 2019
F1 – Investigatii teoretice si experimentale asupra obtinerii si caracterizarii unor nanocatalizatori pe baza de silice mezoporoasa rezultata din cenusa de incinerare si alte reziduuri Termen de predare: 14.06.2019
Obiective etapa:
– obtinerea silicei mezoporoase din cenusa de incinerare;
– obtinerea silicei mezoporoase din alte tipuri de reziduuri;
– caracterizarea, prin tehnici avansate, a silicei mezoporoase (SEM, TEM, difractie de raze X, adsorbtie de N2);
– adsorbtia de metale tranzitionale in matricea silicei pentru obtinerea de nanocatalizatori;
– caracterizarea, prin tehnici avansate, a nanocatalizatorilor (SEM, TEM, difractie de raze X, adsorbtie de N2, SAA);
– diseminare rezultate;
– raport de cercetare.
F2 – Proiectarea si executia unui sistem de valorificare a deseurilor utilizand nanomateriale pe baza de silice preparate drept catalizatori Termen de predare: 13.09.2019
Obiective etapa:
– proiectare/realizare/dezvoltare sistem de valorificare a deseurilor;
– investigatii privind compozitia deseurilor luate in studiu;
– teste de piroliza a deseurilor cu si fara catalizator;
– investigatii specifice asupra produsilor de piroliza pentru determinarea potentialului energetic;
– investigatii asupra cenusii rezultate si solutii de eliminare a acesteia;
– diseminare rezultate;
– raport de cercetare.
F3 – Studii asupra proprietatilor acido-bazice ale catalizatorilor utilizati in procese de conversie a deseurilor, sinteza de catalizatori, caracterizarea si evaluarea materialelor catalitice preparate Termen de predare: 10.12.2019
Obiective etapa:
– sinteza de catalizatori pe baza de metale tranzitionale, oxizi si zeoliti;
– controlul marimii particulelor de metal;
– teste de stabilitate pentru reactia de hidrodeoxidare (HDO);
– determinarea mecanismului de reactie si randamentul produsului;
– evaluarea mentinerii activitatii suprafetei materialului catalitic prin structura porilor si stabilitatea particulelor metalice;
– caracterizarea starilor acido-bazice in catalizatori;
– factori care influenteaza proprietatile acido-bazice ale zeolitilor;
– corelatia intre caldura de adsorbtie si activitatea catalitica;
– diseminare rezultate;
– raport de cercetare/raport anual.
Anul 2020
F4 – Obtinerea si caracterizarea unor nanocatalizatori pe baza de silice mezoporoasa de sinteza si de structuri metal-organice de inalta precizie (MOF) pentru studii comparative Termen de predare: 15.07.2020
Obiective etapa:
– sinteza si caracterizarea, prin tehnici avansate, a silicei mezoporoase din materiale comerciale de inalta puritate;
– sinteza si caracterizarea, prin tehnici avansate, a unor nanocatalizatori prin incorporarea de metale tranzitionale in matricea silicei;
– sinteza si caracterizarea unor structuri metal-organice de inalta porozitate (MOF);
– analiza si compararea datelor obtinute;
– diseminare rezultate;
– raport de cercetare.
F5 – Investigarea activitatii catalitice a nanomaterialelor pe baza de silice mezoporoasa si MOF preparate la aplicatii de valorificare deseuri Termen de predare: 15.09.2020
Obiective etapa:
– studierea proceselor termocatalitice utilizand nanocatalizatori pe baza de silice mezoporoasa de sinteza si/sau rezultata din cenusa de incinerare a reziduurilor;
– studierea proceselor termocatalitice utilizand nanocatalizatori pe baza de MOF-uri;
– investigatii asupra potentialului energetic al produsilor de piroliza rezultati si impactul de mediu;
– date comparative;
– diseminare rezultate;
– raport de cercetare.
F6 – Studii asupra diferitelor tehnici de preparare a materialelor nanoporoase catalitice, evaluarea parametrilor de sinteza si a performantelor pentru reactii de valorizare a deseurilor de biomasa Termen de predare: 10.12.2020
Obiective etapa:
– sinteza materialelor catalitice nanoporoase pe baza de metale utilizand diferite tehnici, inclusiv CO2-ul ca fluid supercritic;
– caracterizarea materialelor catalitice si aplicatiile lor;
– teste de activitate: gazeificarea celulozei pentru productia de hidrogen, hidrogenarea glucozei pentru producerea D-sorbitolului, precum si hidroliza celobiozei pentru producerea de glucoza;
– evaluarea performantelor si date comparative;
– diseminare rezultate;
– raport de cercetare/raport anual.
Anul 2021
F7 – Testarea activitatii si selectivitatii nanocatalizatorilor in reactii de reducere a compusilor organici poluanti din deseuri lichide Termen de predare: 15.07.2021
Obiective etapa:
– utilizarea nanocatalizatorilor in reactii de reducere a concentratiei unor contaminanti din deseuri lichide;
– studiu de caz – reducerea fosfatilor din ape reziduale;
– reactii de oxidare catalitica umeda pentru eliminarea compusilor fenolici din deseuri lichide;
– evaluarea eficientei noilor nanocatalizatori fata de catalizatorii comerciali utilizati in astfel de aplicatii;
– diseminare rezultate;
– raport de cercetare.
F8 – Imbunatatirea parametrilor de proces ai sistemului de testare termocatalitica pentru cresterea eficientei si activitatii nanocatalizatorilor pe baza de silice mezoporoasa si MOF Termen de predare: 15.09.2021
Obiective etapa:
– determinarea activitatii catalitice prin modificarea temperaturii, debitului de gaz, masa de deseu, procesata, tip de catalizator, raport deseu/catalizator;
– determinarea randamentelor de produsi rezultati in functie de parametrii de proces;
– stabilirea parametrilor optimi pentru procesul de piroliza catalitica;
– evaluarea comparativa a eficientei nanocatalizatorilor studiati in functie de parametrii de proces;
– diseminare rezultate;
– raport de cercetare.
F9 – Efectele structurii zeolitice si a raportului Si/Al asupra termodinamicii adsorbtiei si a cineticii intrinseci in reactia cracarii monomoleculare si a dehidrogenarii asupra starilor acide ale catalizatorilor Termen de predare: 10.12.2021
Obiective etapa:
– efectele raportului Si/Al asupra distributiei Al in retea si asupra ratelor de cracare si dehidrogenare monomoleculare a alcanilor;
– prepararea de catalizatori Me/Zeolit si caracterizarea structurala;
– cuantificarea continutului de protoni de Si, Al;
– evaluarea numarului relativ al centrilor de acid Br∅nsted si Lewis;
– evaluarea distributiei si concentrarii metalului;
– extractia Al-lui din extra-retea;
– masuratori de viteza catalitica;
– efectele topologiei porilor si a canalelor zeolitilor asupra termodinamicii adsorbtiei la temperatura ridicata a n-alcanilor la protonii Br∅nsted din zeoliti;
– diseminare rezultate;
– raport de cercetare/raport anual.
Anul 2022
F10 – Testarea activitatii si selectivitatii nanocatalizatorilor preparati in reactii de reducere a oxizilor de carbon (COx) din deseuri gazoase Termen de predare: 15.07.2022
Obiective etapa:
– utilizarea nanocatalizatorilor in reactii de reducere a concentratiei de COx din deseuri gazoase;
– studiu de caz – eliminarea oxizilor de carbon din gaze de ardere;
– studiu comparativ utilizand catalizatori comerciali;
– evaluarea eficientei si costurilor noilor nanocatalizatori;
– diseminare rezultate;
– raport de cercetare.
F11 – Testarea activitatii si selectivitatii nanocatalizatorilor preparati in reactii de reducere a oxizilor de azot si sulf (NOx, SOx) din deseuri gazoase Termen de predare: 15.09.2022
Obiective etapa:
– utilizarea nanocatalizatorilor in reactii de reducere a concentratiei de NOx/SOx din deseuri gazoase;
– studiu de caz – eliminarea oxizilor de azot si de sulf din gaze de ardere;
– studiu comparativ utilizand catalizatori comerciali;
– evaluarea eficientei si costurilor noilor nanocatalizatori;
– diseminare rezultate;
– raport de cercetare.
F12 – Studiu privind aplicatiile materialelor zeolitice, cu proprietati catalitice, preparate pentru obtinerea de monomeri aromatici/fenoli din lignina de hidroliza (HL) prin piroliza catalitica si lichefierea hidrotermala Termen de predare: 09.12.2022
Obiective etapa:
– piroliza catalitica rapida a ligninei de hidroliza pentru producerea de combustibili sau substante chimice;
– evaluarea activitatii catalizatorilor de zeolit pentru producerea de monomeri aromatici/fenoli din lignina de hidroliza prin piroliza catalitica rapida;
– imbunatatirea activitatii catalizatorului de zeolit Me/ZSM-5 pentru producerea de monomeri aromatici/fenoli din lignina de hidroliza prin piroliza rapida catalitica;
– formele de bio-fenol formaldehida (BPF) preparate utilizand extracte fenolice din bio-uleiurile brute derivate din lichefierea hidrotermala a ligninei de hidroliza;
– caracterizarea materialelor catalitice in ceea ce priveste rezistenta la uzura si gradul de dezactivare comparativ cu alte materiale catalitice;
– recomandari privind tipurile de catalizatori adecvati pentru procesul de modernizare a bio-uleiului prin eliminarea oxigenului, precum si evaluarea catalizatorului comparativ cu alti catalizatori comerciali utilizati;
– concluzii si recomandari;
– diseminare rezultate;
– raport de cercetare/raport anual/raport final.
Prin accesarea site-ului nostru sunteți de acord cu utilizarea cookie-urilor, ceea ce ne permite să analizăm preferințele și să vă propunem servicii personalizate adaptate nevoilor dumneavoastră.
