Continuous hydrogenation of carbon dioxide to formates and formic acid over heterogeneous catalysts

La síntesi de format i àcid fòrmic via la hidrogenació de diòxid de carboni ofereix un camí prometedor en la valorització de diòxid de carboni, i una alternativa atractiva als processos comercials actuals. No obstant, aquesta reacció no és termodinàmicament favorable en fase gas. Per això, l’ús d’ad...

ver descrição completa

Detalhes bibliográficos
Autor: Corral Pérez, Juan José
Formato: tesis doctoral
Estado:Versión publicada
Fecha de publicación:2019
País:España
Recursos:CBUC, CESCA
Repositorio:TDR. Tesis Doctorales en Red
OAI Identifier:oai:www.tdx.cat:10803/667680
Acesso em linha:http://hdl.handle.net/10803/667680
Access Level:acceso abierto
Palavra-chave:Hidrogenació de CO2
Catàlisi heterogènia
Síntesi d'àcid fòrmic
Hidrogenación de CO2
Catálisis heterogénea
Síntesis de ácido fórmico
CO2 hydrogenation
Heterogeneous catalysis
Formic acid synthesis
Ciències
54
542
544
62
id ES_6da3ff8d56d23f067c7addee5e2a0ca5
oai_identifier_str oai:www.tdx.cat:10803/667680
network_acronym_str ES
network_name_str España
repository_id_str
dc.title.none.fl_str_mv Continuous hydrogenation of carbon dioxide to formates and formic acid over heterogeneous catalysts
title Continuous hydrogenation of carbon dioxide to formates and formic acid over heterogeneous catalysts
spellingShingle Continuous hydrogenation of carbon dioxide to formates and formic acid over heterogeneous catalysts
Corral Pérez, Juan José
Hidrogenació de CO2
Catàlisi heterogènia
Síntesi d'àcid fòrmic
Hidrogenación de CO2
Catálisis heterogénea
Síntesis de ácido fórmico
CO2 hydrogenation
Heterogeneous catalysis
Formic acid synthesis
Ciències
54
542
544
62
title_short Continuous hydrogenation of carbon dioxide to formates and formic acid over heterogeneous catalysts
title_full Continuous hydrogenation of carbon dioxide to formates and formic acid over heterogeneous catalysts
title_fullStr Continuous hydrogenation of carbon dioxide to formates and formic acid over heterogeneous catalysts
title_full_unstemmed Continuous hydrogenation of carbon dioxide to formates and formic acid over heterogeneous catalysts
title_sort Continuous hydrogenation of carbon dioxide to formates and formic acid over heterogeneous catalysts
dc.creator.none.fl_str_mv Corral Pérez, Juan José
author Corral Pérez, Juan José
author_facet Corral Pérez, Juan José
author_role author
dc.contributor.none.fl_str_mv Urakawa, Atsushi,
Universitat Rovira i Virgili. Departament de Química Física i Inorgànica
dc.subject.none.fl_str_mv Hidrogenació de CO2
Catàlisi heterogènia
Síntesi d'àcid fòrmic
Hidrogenación de CO2
Catálisis heterogénea
Síntesis de ácido fórmico
CO2 hydrogenation
Heterogeneous catalysis
Formic acid synthesis
Ciències
54
542
544
62
topic Hidrogenació de CO2
Catàlisi heterogènia
Síntesi d'àcid fòrmic
Hidrogenación de CO2
Catálisis heterogénea
Síntesis de ácido fórmico
CO2 hydrogenation
Heterogeneous catalysis
Formic acid synthesis
Ciències
54
542
544
62
description La síntesi de format i àcid fòrmic via la hidrogenació de diòxid de carboni ofereix un camí prometedor en la valorització de diòxid de carboni, i una alternativa atractiva als processos comercials actuals. No obstant, aquesta reacció no és termodinàmicament favorable en fase gas. Per això, l’ús d’additius bàsics juntament amb catalitzadors homogenis en processos per lots representa l’estat de l’art en aquest camp. L’escassa investigació d’aquesta reacció fent ús de catalitzadors heterogenis ha pogut dificultar el seu posterior desenvolupament a escala industrial. En aquest treball, es demostra la síntesi contínua de format a partir de CO2 i H2 utilitzant catalitzadors heterogenis i amb l’avantatge de treballar a alta pressió. D’una banda, en la presència de metanol, el producte de la reacció és metanoat de metil, que és un potencial intermedi en la síntesi contínua d’àcid fòrmic mitjançant la hidròlisi. S’aporten nous enfocs en relació amb la reactivitat dels metalls d’encunyació, els rols dels òxids metàl·lics com suports, i els intermediaris reactius, així com els mecanismes de reacció. D’altra banda, la incorporació d’aigua o trietilamina a la corrent d’alimentació sobre un catalitzador molecular heterogenitzats promou la formació d’àcid fòrmic. A més, s’explora el potencial d’utilitzar un material porós per a immobilitzar un complex molecular d’iridi. Aquesta tesi destaca la importància de fer ús de distintes metodologies conjuntament per a verificar la localització i naturalesa dels llocs actius del catalitzador, i facilita així el seu disseny racional.
publishDate 2019
dc.date.none.fl_str_mv 2019
2019
2021
dc.type.none.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/doctoralThesis
info:eu-repo/semantics/publishedVersion
format doctoralThesis
status_str publishedVersion
dc.identifier.none.fl_str_mv http://hdl.handle.net/10803/667680
url http://hdl.handle.net/10803/667680
dc.language.none.fl_str_mv Inglés
language_invalid_str_mv Inglés
dc.rights.none.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/openAccess
eu_rights_str_mv openAccess
dc.format.none.fl_str_mv 161 p.
application/pdf
application/pdf
dc.publisher.none.fl_str_mv Universitat Rovira i Virgili
publisher.none.fl_str_mv Universitat Rovira i Virgili
dc.source.none.fl_str_mv TDX (Tesis Doctorals en Xarxa)
reponame:TDR. Tesis Doctorales en Red
instname:CBUC, CESCA
instname_str CBUC, CESCA
reponame_str TDR. Tesis Doctorales en Red
collection TDR. Tesis Doctorales en Red
repository.name.fl_str_mv
repository.mail.fl_str_mv
_version_ 1869410367199772672
spelling Continuous hydrogenation of carbon dioxide to formates and formic acid over heterogeneous catalystsCorral Pérez, Juan JoséHidrogenació de CO2Catàlisi heterogèniaSíntesi d'àcid fòrmicHidrogenación de CO2Catálisis heterogéneaSíntesis de ácido fórmicoCO2 hydrogenationHeterogeneous catalysisFormic acid synthesisCiències5454254462La síntesi de format i àcid fòrmic via la hidrogenació de diòxid de carboni ofereix un camí prometedor en la valorització de diòxid de carboni, i una alternativa atractiva als processos comercials actuals. No obstant, aquesta reacció no és termodinàmicament favorable en fase gas. Per això, l’ús d’additius bàsics juntament amb catalitzadors homogenis en processos per lots representa l’estat de l’art en aquest camp. L’escassa investigació d’aquesta reacció fent ús de catalitzadors heterogenis ha pogut dificultar el seu posterior desenvolupament a escala industrial. En aquest treball, es demostra la síntesi contínua de format a partir de CO2 i H2 utilitzant catalitzadors heterogenis i amb l’avantatge de treballar a alta pressió. D’una banda, en la presència de metanol, el producte de la reacció és metanoat de metil, que és un potencial intermedi en la síntesi contínua d’àcid fòrmic mitjançant la hidròlisi. S’aporten nous enfocs en relació amb la reactivitat dels metalls d’encunyació, els rols dels òxids metàl·lics com suports, i els intermediaris reactius, així com els mecanismes de reacció. D’altra banda, la incorporació d’aigua o trietilamina a la corrent d’alimentació sobre un catalitzador molecular heterogenitzats promou la formació d’àcid fòrmic. A més, s’explora el potencial d’utilitzar un material porós per a immobilitzar un complex molecular d’iridi. Aquesta tesi destaca la importància de fer ús de distintes metodologies conjuntament per a verificar la localització i naturalesa dels llocs actius del catalitzador, i facilita així el seu disseny racional.La síntesis de formiato y ácido fórmico vía la hidrogenación de dióxido de carbono ofrece un camino prometedor en la valorización de dióxido de carbono, y una alternativa atractiva a los procesos comerciales. No obstante, esta reacción no es termodinámicamente favorable en fase gas. Por ello, el uso de aditivos básicos junto catalizadores homogéneos en procesos por lotes representa el estado del arte en este campo. La escasa investigación de esta reacción empleando catalizadores heterogéneos ha podido dificultar su posterior desarrollo a escala industrial. En este trabajo, se demuestra la síntesis continua de formiato a partir de CO2 e H2 utilizando catalizadores heterogéneos y con la ventaja de trabajar a alta presión. Por un lado, en la presencia de metanol, el producto de la reacción es metanoato de metilo, que es un potencial intermedio en la síntesis continua de ácido fórmico mediante la hidrólisis. Se aportan nuevos enfoques en relación con la reactivad de los metales de acuñación, los roles de los óxidos metálicos como soportes, y los intermediarios reactivos, así como los mecanismos de reacción. Por otro lado, la incorporación de agua o trietilamina en la corriente de alimentación sobre un catalizador molecular heterogeneizado promueve la formación de ácido fórmico. Además, se explora el potencial de utilizar un material poroso para inmovilizar un complejo molecular de iridio. Esta tesis destaca la importancia de emplear distintas metodologías conjuntamente para verificar la localización y naturaleza de los sitios activos del catalizador, facilitando así su diseño racional.The synthesis of formates and formic acid by hydrogenation of carbon dioxide offers a promising path to valorise carbon dioxide and an appealing alternative to the commercial processes. However, such reaction is not thermodynamically favourable in gas phase. Thus, the use of basic additives together with homogeneous catalysts under batch conditions represent the state-of-the-art in this field. The scarce research on this reaction over heterogeneous catalysts may have hindered its further development at industrial scale. In this work, the continuous synthesis of formates from CO2 and H2 is demonstrated over heterogeneous catalysts, while taking advantage of high-pressure conditions. On one hand, in the presence of methanol, the reaction product is methyl formate, which can be a potential intermediate in the continuous synthesis of formic acid through its hydrolysis. New insights are provided regarding the reactivity of coinage metals, the roles of metal oxides as supports, and the reactive intermediates and reaction mechanisms. On the other hand, the cofeeding of water or triethylamine over a heterogenized molecular catalyst promotes the formation of formic acid. The potential of using a covalent triazine framework to immobilize an iridium molecular complex, as well as of the unique properties of the resulting material in CO2 hydrogenation reactions is explored. This thesis highlights the importance of employing combined methodologies to verify the location and nature of active sites, which can facilitate rational catalyst design by tuning active metal and support materials.Universitat Rovira i VirgiliUrakawa, Atsushi,Universitat Rovira i Virgili. Departament de Química Física i Inorgànica201920212019info:eu-repo/semantics/doctoralThesisinfo:eu-repo/semantics/publishedVersion161 p.application/pdfapplication/pdfhttp://hdl.handle.net/10803/667680TDX (Tesis Doctorals en Xarxa)reponame:TDR. Tesis Doctorales en Redinstname:CBUC, CESCAInglésADVERTIMENT. L'accés als continguts d'aquesta tesi doctoral i la seva utilització ha de respectar els drets de la persona autora. Pot ser utilitzada per a consulta o estudi personal, així com en activitats o materials d'investigació i docència en els termes establerts a l'art. 32 del Text Refós de la Llei de Propietat Intel·lectual (RDL 1/1996). Per altres utilitzacions es requereix l'autorització prèvia i expressa de la persona autora. En qualsevol cas, en la utilització dels seus continguts caldrà indicar de forma clara el nom i cognoms de la persona autora i el títol de la tesi doctoral. No s'autoritza la seva reproducció o altres formes d'explotació efectuades amb finalitats de lucre ni la seva comunicació pública des d'un lloc aliè al servei TDX. Tampoc s'autoritza la presentació del seu contingut en una finestra o marc aliè a TDX (framing). Aquesta reserva de drets afecta tant als continguts de la tesi com als seus resums i índexs.info:eu-repo/semantics/openAccessoai:www.tdx.cat:10803/6676802026-06-14T12:46:07Z
score 15,300724

Registos relacionados