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Erschienen in: Topics in Catalysis 18-20/2013

01.12.2013 | Original Paper

Adsorption and Deactivation Characteristics of Cu/ZnO-Based Catalysts for Methanol Synthesis from Carbon Dioxide

verfasst von: Sittichai Natesakhawat, Paul R. Ohodnicki Jr., Bret H. Howard, Jonathan W. Lekse, John P. Baltrus, Christopher Matranga

Erschienen in: Topics in Catalysis | Ausgabe 18-20/2013

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Abstract

The adsorption and deactivation characteristics of coprecipitated Cu/ZnO-based catalysts were examined and correlated to their performance in methanol synthesis from CO2 hydrogenation. The addition of Ga2O3 and Y2O3 promoters is shown to increase the Cu surface area and CO2/H2 adsorption capacities of the catalysts and enhance methanol synthesis activity. Infrared studies showed that CO2 adsorbs spontaneously on these catalysts at room temperature as both mono- and bi-dentate carbonate species. These weakly bound species desorb completely from the catalyst surface by 200 °C while other carbonate species persist up to 500 °C. Characterization using N2O decomposition, X-ray diffraction, X-ray photoelectron spectroscopy, and transmission electron microscopy with energy-dispersive X-ray spectroscopy analysis clearly indicated that Cu sintering is the main cause of catalyst deactivation. Ga and Y promotion improves the catalyst stability by suppressing the agglomeration of Cu and ZnO particles under pretreatment and reaction conditions.

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Literatur
2.
3.
Zurück zum Zitat Liu XM, Lu GQ, Yan ZF, Beltramini J (2003) Ind Eng Chem Res 42:6518–6530CrossRef Liu XM, Lu GQ, Yan ZF, Beltramini J (2003) Ind Eng Chem Res 42:6518–6530CrossRef
9.
Zurück zum Zitat Natesakhawat S, Lekse JW, Baltrus JP, Ohodnicki PR, Howard BH, Deng X, Matranga C (2012) ACS Catal 2:1667–1676CrossRef Natesakhawat S, Lekse JW, Baltrus JP, Ohodnicki PR, Howard BH, Deng X, Matranga C (2012) ACS Catal 2:1667–1676CrossRef
11.
Zurück zum Zitat Hadden RA, Vandervell HD, Waugh KC, Webb G (1988) Catal Lett 1:27–34CrossRef Hadden RA, Vandervell HD, Waugh KC, Webb G (1988) Catal Lett 1:27–34CrossRef
13.
Zurück zum Zitat Behrens M, Studt F, Kasatkin I, Kuhl S, Havecker M, Abild-Pedersen F, Zander S, Girgsdies F, Kurr P, Kniep BL, Tovar M, Fischer RW, Norskov JW, Schlogl R (2012) Science 336:893–897CrossRef Behrens M, Studt F, Kasatkin I, Kuhl S, Havecker M, Abild-Pedersen F, Zander S, Girgsdies F, Kurr P, Kniep BL, Tovar M, Fischer RW, Norskov JW, Schlogl R (2012) Science 336:893–897CrossRef
14.
Zurück zum Zitat Arena F, Italiano G, Barbera K, Bordiga S, Bonura G, Spadaro L, Frusteri F (2008) Appl Catal A 350:16–23CrossRef Arena F, Italiano G, Barbera K, Bordiga S, Bonura G, Spadaro L, Frusteri F (2008) Appl Catal A 350:16–23CrossRef
15.
Zurück zum Zitat Arena F, Italiano G, Barbera K, Bonura G, Spadaro L, Frusteri F (2009) Catal Today 143:80–85CrossRef Arena F, Italiano G, Barbera K, Bonura G, Spadaro L, Frusteri F (2009) Catal Today 143:80–85CrossRef
16.
Zurück zum Zitat Millar GJ, Rochester CH, Bailey S, Waugh KC (1992) J Chem Soc 88:2085–2093 Millar GJ, Rochester CH, Bailey S, Waugh KC (1992) J Chem Soc 88:2085–2093
17.
Zurück zum Zitat Burch R, Golunski SE, Spencer MS (1990) J Chem Soc 86:2683–2691 Burch R, Golunski SE, Spencer MS (1990) J Chem Soc 86:2683–2691
18.
20.
Zurück zum Zitat Burch R, Chappell RJ, Golunski SE (1989) J Chem Soc 85:3569–3578 Burch R, Chappell RJ, Golunski SE (1989) J Chem Soc 85:3569–3578
23.
Zurück zum Zitat Kasatkin I, Kurr P, Kniep N, Trunschke A, Schlogl R (2007) Angew Chem Int Ed 46:7324–7327CrossRef Kasatkin I, Kurr P, Kniep N, Trunschke A, Schlogl R (2007) Angew Chem Int Ed 46:7324–7327CrossRef
24.
Zurück zum Zitat Tabatabaei J, Sakakini BH, Watson MJ, Waugh KC (1999) Catal Lett 59:143CrossRef Tabatabaei J, Sakakini BH, Watson MJ, Waugh KC (1999) Catal Lett 59:143CrossRef
25.
26.
Zurück zum Zitat Rasmussen PB, Holmblad PM, Christoffersen H, Taylor PA, Chorkendorff I (1993) Surf Sci 287:79–83CrossRef Rasmussen PB, Holmblad PM, Christoffersen H, Taylor PA, Chorkendorff I (1993) Surf Sci 287:79–83CrossRef
27.
28.
29.
Zurück zum Zitat Duprez D, Barbier J, Hamida ZF, Bettahar M (1984) Appl Catal 12:219–225CrossRef Duprez D, Barbier J, Hamida ZF, Bettahar M (1984) Appl Catal 12:219–225CrossRef
30.
Zurück zum Zitat Muhler M, Nielsen LP, Tornqvist E, Clausen BS, Topsoe H (1992) Catal Lett 14:241–249CrossRef Muhler M, Nielsen LP, Tornqvist E, Clausen BS, Topsoe H (1992) Catal Lett 14:241–249CrossRef
31.
Zurück zum Zitat Koeppel RA, Baiker A, Schild C, Wokaun A (1991) J Chem Soc 87:2821–2828 Koeppel RA, Baiker A, Schild C, Wokaun A (1991) J Chem Soc 87:2821–2828
32.
Zurück zum Zitat Millar GJ, Rochester CH (1993) J Chem Soc 89:1109–1115 Millar GJ, Rochester CH (1993) J Chem Soc 89:1109–1115
33.
Zurück zum Zitat Bianchi D, Chafik T, Khalfallah M, Teichner SJ (1993) Appl Catal A 105:223–249CrossRef Bianchi D, Chafik T, Khalfallah M, Teichner SJ (1993) Appl Catal A 105:223–249CrossRef
34.
35.
39.
Zurück zum Zitat Sun JT, Metcalfe IS, Sahibzada M (1999) Ind Eng Chem Res 38:3868–3872CrossRef Sun JT, Metcalfe IS, Sahibzada M (1999) Ind Eng Chem Res 38:3868–3872CrossRef
40.
41.
44.
Zurück zum Zitat Kurr P, Kasatkin I, Girgsdies F, Trunschke A, Schlögl R, Ressler T (2008) Appl Catal A 348:153–164CrossRef Kurr P, Kasatkin I, Girgsdies F, Trunschke A, Schlögl R, Ressler T (2008) Appl Catal A 348:153–164CrossRef
46.
Zurück zum Zitat Hansen PL, Wagner JB, Helveg S, Rostrup-Nielsen JR, Clausen BS, Topsoe H (2002) Science 295:2053–2055CrossRef Hansen PL, Wagner JB, Helveg S, Rostrup-Nielsen JR, Clausen BS, Topsoe H (2002) Science 295:2053–2055CrossRef
47.
Zurück zum Zitat Koplitz LV, Dulub O, Diebold U (2003) J Phys Chem B 107:10583–10590CrossRef Koplitz LV, Dulub O, Diebold U (2003) J Phys Chem B 107:10583–10590CrossRef
48.
49.
Zurück zum Zitat French SA, Sokol AA, Catlow CRA, Sherwood P (2008) J Phys Chem C 112:7420–7430CrossRef French SA, Sokol AA, Catlow CRA, Sherwood P (2008) J Phys Chem C 112:7420–7430CrossRef
50.
Metadaten
Titel
Adsorption and Deactivation Characteristics of Cu/ZnO-Based Catalysts for Methanol Synthesis from Carbon Dioxide
verfasst von
Sittichai Natesakhawat
Paul R. Ohodnicki Jr.
Bret H. Howard
Jonathan W. Lekse
John P. Baltrus
Christopher Matranga
Publikationsdatum
01.12.2013
Verlag
Springer US
Erschienen in
Topics in Catalysis / Ausgabe 18-20/2013
Print ISSN: 1022-5528
Elektronische ISSN: 1572-9028
DOI
https://doi.org/10.1007/s11244-013-0111-5

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