AT526222B1 - Katalysator und verfahren zur herstellung von methanol - Google Patents

Katalysator und verfahren zur herstellung von methanol Download PDF

Info

Publication number
AT526222B1
AT526222B1 ATA50438/2022A AT504382022A AT526222B1 AT 526222 B1 AT526222 B1 AT 526222B1 AT 504382022 A AT504382022 A AT 504382022A AT 526222 B1 AT526222 B1 AT 526222B1
Authority
AT
Austria
Prior art keywords
catalyst
zno
catalytically active
mos
metal sulfide
Prior art date
Application number
ATA50438/2022A
Other languages
English (en)
Other versions
AT526222A1 (de
Inventor
Föttinger Karin
Pacholik Gernot
Original Assignee
Univ Wien Tech
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Univ Wien Tech filed Critical Univ Wien Tech
Priority to ATA50438/2022A priority Critical patent/AT526222B1/de
Priority to EP23735220.8A priority patent/EP4539982A1/de
Priority to CN202380047717.9A priority patent/CN120379756A/zh
Priority to CA3259470A priority patent/CA3259470A1/en
Priority to PCT/AT2023/060192 priority patent/WO2023245216A1/de
Publication of AT526222A1 publication Critical patent/AT526222A1/de
Application granted granted Critical
Publication of AT526222B1 publication Critical patent/AT526222B1/de

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J23/00—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
    • B01J23/06—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of zinc, cadmium or mercury
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C29/00—Preparation of compounds having hydroxy or O-metal groups bound to a carbon atom not belonging to a six-membered aromatic ring
    • C07C29/15—Preparation of compounds having hydroxy or O-metal groups bound to a carbon atom not belonging to a six-membered aromatic ring by reduction of oxides of carbon exclusively
    • C07C29/151—Preparation of compounds having hydroxy or O-metal groups bound to a carbon atom not belonging to a six-membered aromatic ring by reduction of oxides of carbon exclusively with hydrogen or hydrogen-containing gases
    • C07C29/153—Preparation of compounds having hydroxy or O-metal groups bound to a carbon atom not belonging to a six-membered aromatic ring by reduction of oxides of carbon exclusively with hydrogen or hydrogen-containing gases characterised by the catalyst used
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J23/00—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
    • B01J23/16—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of arsenic, antimony, bismuth, vanadium, niobium, tantalum, polonium, chromium, molybdenum, tungsten, manganese, technetium or rhenium
    • B01J23/24—Chromium, molybdenum or tungsten
    • B01J23/28—Molybdenum
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J27/00—Catalysts comprising the elements or compounds of halogens, sulfur, selenium, tellurium, phosphorus or nitrogen; Catalysts comprising carbon compounds
    • B01J27/02—Sulfur, selenium or tellurium; Compounds thereof
    • B01J27/04—Sulfides
    • B01J27/047—Sulfides with chromium, molybdenum, tungsten or polonium
    • B01J27/051—Molybdenum

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Catalysts (AREA)

Abstract

Katalysator, umfassend einen Träger und eine katalytisch aktive Beschichtung, wobei die katalytisch aktive Beschichtung ein Metallsulfid umfasst, wobei der Träger Zink (II)-oxid ist, wobei der Anteil an Metallsulfid zwischen 15 und 30 Gew. %, vorzugsweise zwischen 15 und 25 Gew. %, besonders bevorzugt zwischen 15 und 20 Gew. %, bezogen auf Zink (II)-oxid beträgt.

Description

Beschreibung
KATALYSATOR UND VERFAHREN ZUR HERSTELLUNG VON METHANOL
[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur katalytischen Herstellung von Methanol aus Kohlenstoffdioxid und Wasserstoff, wobei Kohlenstoffdioxid mit Wasserstoff über einem Katalysator aus Zinkoxid und Metallsulfid zur Reaktion gebracht wird. Weiters betrifft die Erfindung einen Katalysator zur Herstellung von Methanol aus Kohlenstoffdioxid und Wasserstoff. Schließlich betrifft die Erfindung die Verwendung eines Katalysators zur Herstellung von Methanol aus Kohlenstoffdioxid und Wasserstoff.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
[0002] Methanol ist nicht nur ein wichtiger Rohstoff für die Weiterverarbeitung zu komplexeren chemischen Produkten, es stellt auch einen Energieträger für die direkte Verbrennung oder Umsetzung in Brennstoffzellen dar. Synthetische Verfahren zur Gewinnung von Methanol liefern oft Mischungen aus Methanol und anderen Alkoholen, sodass selektive Verfahren zur Gewinnung von Methanol von großer Bedeutung sind.
[0003] Industrielle Verfahren zur Herstellung von Methanol erfolgen nach Stand der Technik größtenteils über die Hydrierung von Kohlenstoffmonoxid oder Kohlenstoffdioxid, jeweils bei hohen Drücken, an geeigneten Katalysatoren. Bei der Hydrierung ausgehend von Synthesegas kommt es zu beiden Reaktionen, die Ausbeute der CO2-Hydrierung ist allerdings immer noch verbesserungsbedürtftig.
[0004] Liu et al., Journal of the Taiwan Institute of Chemical Engineers, 76 (2017), Seite 18, beschreiben die Herstellung höherer Alkohole mittels CO2-Hydrierung mit einem Mo-Co-K-Sulfid Katalysator, wobei der Katalysator unter anderem MoS> aufweisen kann.
[0005] Qi et al., Catalysis Communication, 4 (2003), Seite 339, beschreiben die CO-Hydrierung mittels K/MoS>. Es wird auch der Zusatz von Mangan zum Katalysator beschrieben, wobei schlussendlich ein Ni/Mn/K/MoS- Katalysator als für die Hydrierung von CO geeignet beschrieben wird. Das Ergebnis zeigt eine sehr hohe Selektivität für Alkohole mit einer Gesamtausbeute von 81,7%. Darauf entfallen 45,8% auf Methanol und 53,3% auf höhere Alkohle (C.-Alkohole mit n = 2, 3, 4 und 5).
[0006] Zeng et al., Applied Catalysis B: Environmental, 246 (2019), Seite 232, beschreiben die Herstellung von höheren Alkoholen mit zumindest drei Kohlenstoffatomen (C.-Alkohole mit n = 3) mittels CO-Hydrierung über mit Kalium promotiertem MoS>.
[0007] Ramadan A. Geioushy, Islam M. Hegazy, Said M. El-Sheikh, Osama A. Fouad; “Construction of 2D MoS2@ZnO heterojunction as superior photocatalyst for highly efficient and selective CO2 conversion into liquid fuel” Journal of Environmental Chemical Engineering, Volume 10, Issue 2, 2022, 107337 (https://doi.org/10.1016/j.jece.2022.107337) beschreiben einen Katalysator, der aus einer 1:1 Mischung aus MoS,; und ZnO besteht. Der Katalysator wird in einem photochemischen Verfahren verwendet, bei dem CO» zu Methanol umgesetzt wird.
KURZE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
[0008] Die aus dem Stand der Technik bekannten selektiven Verfahren zur Herstellung von Methanol auf Basis von CO»; erfordern teure Katalysatoren bzw. aufwändige Verfahrensbedingungen und liefern geringe Ausbeuten. Der in Geioushy et al. beschriebene Katalysator ist zwar hinsichtlich der Spezifizität erheblich besser als andere Katalysatoren, allerdings ist die Verfahrensführung in Geioushy et al. aufgrund der Notwendigkeit einer UV-Bestrahlung und den wässrigen Verfahrensbedingungen aufwändig.
[0009] Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung eines selektiven und kostengünstigen Verfahrens sowie eines Katalysators zur einfachen, selektiven Hydrierung von CO» zu Methanol mit hoher Selektivität. Der Katalysator sollte außerdem schwefeltolerant, d.h. tolerant
gegenüber Spuren von Schwefelverbindungen sein, die z.B. in Rauchgas vorhanden sind, welches ein Edukt für die Methanolsynthese sein kann.
[0010] Gelöst wird diese Aufgabe durch einen Katalysator, umfassend einen Träger und eine katalytisch aktive Beschichtung, wobei die katalytisch aktive Beschichtung ein Metallsulfid umfasst, wobei der Träger Zink (Il)-oxid ist, wobei der Anteil an Metallsulfid zwischen 15 und 30 Gew.%, vorzugsweise zwischen 15 und 25 Gew.%, besonders bevorzugt zwischen 15 und 20 Gew.%, bezogen auf Zink (Il)-oxid beträgt.
[0011] Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, dass Katalysatoren, die einen Träger aus ZnO und eine katalytisch aktive Beschichtung mit einem Metallsulfid umfassen, die CO»2-Hydrierung mit sehr hoher Selektivität und hoher Ausbeute katalysieren. Dabei ist entscheidend, dass der Katalysator nicht nur eine Mischung aus ZnO und Metallsulfid umfasst, sondern dass ZnO als Träger agiert. Auch ist das Verhältnis von ZnO zu Metallsulfid wesentlich, da sich höhere Mengen Metallsulfid negativ auf die Reaktionsbedingungen auswirken. Mit dem richtigen Aufbau an Träger und katalytisch aktiver Beschichtung sowie dem richtigen Mengenverhältnis zwischen ZnO und Metallsulfid lässt sich die Reaktion von CO» und H2 ohne UV-Bestrahlung und in Gasphase bei sehr rascher Reaktionskinetik durchführen.
[0012] Grundsätzlich ist die katalytische Eigenschaft von Metallsulfiden in der Herstellung von meist langkettigen Alkoholen bekannt. Allerdings haben die Erfinder nun herausgefunden, dass der Träger eine besondere Rolle für die Selektivität des Katalysators spielt, wobei nur ZnO zur selektiven Bildung von Methanol führt. Andere Träger zeigen diese Selektivität in viel geringerem Ausmaß.
[0013] Es kommt bei diesem Verfahren zu fast keinerlei Bildung von höheren Alkoholen und auch die Menge der gebildeten Nebenprodukte wie CO oder CH« ist gering. Jedoch haben die Erfinder nun herausgefunden, dass der Träger eine besondere Rolle für die Selektivität des Katalysators spielt, wobei ZnO zur deutlich selektiveren Bildung von Methanol führt. Andere Träger zeigen diese Deutlichkeit nicht.
[0014] Als Metallsulfid hat sich Molybdän (IV)-sulfid (MoS>) als besonders geeignet erwiesen.
[0015] MoS- liegt als raue Schicht auf dem ZnO-Träger vor. Die Partikelgröße liegt in einem Bereich von 100 nm bis 1 um. Im fertigen Katalysator liegt Zn liegt im Oxidationszustand +Il und als hexagonale ZnO Phase vor.
[0016] Die Erfindung betrifft ebenfalls ein selektives Verfahren zur Herstellung von Methanol (CH:OH, MeOH) aus Kohlenstoffdioxid (CO»2) und Wasserstoff (H»>), wobei CO» mit H2 in der Gasphase über einem Katalysator zur Reaktion gebracht wird, wobei der Katalysator einen Träger und eine katalytisch aktive Beschichtung aufweist, wobei die katalytisch aktive Beschichtung ein Metallsulfid umfasst, wobei der Träger Zink (Il)-oxid (ZnO) ist, wobei der Anteil an Metallsulfid zwischen 15 und 30 Gew. %, vorzugsweise zwischen 15 und 25 Gew. %, besonders bevorzugt zwischen 15 und 20 Gew. %, bezogen auf Zink (Il)-oxid beträgt.
[0017] Der genaue Reaktionsmechanismus ist noch unbekannt, allerdings ist die zweistufige Reaktionsfolge mit einem vorgelagerten RWGS-Schritt (Reverse Water-Gas Shift Reaction) und einer nachfolgenden CO-Hydrierung zu Methanol unwahrscheinlich, da der Katalysator kaum eine Umsetzung von CO mit H» zu CH:OH zeigte. Daher ist die hohe Ausbeute und Selektivität umso erstaunlicher.
[0018] Die Erfindung betrifft daher auch die Verwendung eines Katalysators, wobei der Katalysator einen Träger und eine katalytisch aktive Beschichtung aufweist, wobei die katalytisch aktive Beschichtung ein Metallsulfid umfasst, wobei der Träger Zink (Il)-oxid (ZnO) ist, zur Herstellung von Methanol aus CO» und H>;.
[0019] Weitere vorteilhafte Details des Katalysators und des Verfahrens werden nachfolgend näher erläutert, wobei beide Aspekte der Erfindung aufeinander abgestimmt sind.
[0020] Als besonders geeignetes katalytisch aktives Material hat sich das Metallsulfid Molybdän (IV)-sulfid (MoS>2) herausgestellt.
[0021] Als Reaktionsbedingungen beim Verfahren mit einem gegenüber Standardbedingungen erhöhten Druck als vorteilhaft erwiesen. Bevorzugt ist daher vorgesehen, dass die Reaktion bei einem Druck von = 10 bar stattfinden. Beispielsweise kann der Druck 10 bar bis 200 bar oder 10 bar bis 100 bar betragen. In einer Ausführungsvariante war der Druck zwischen 18 bar und 23 bar.
[0022] Die Reaktion kann grundsätzlich in einem breiten Temperaturbereich ablaufen. Geeignete Temperaturen liegen z.B. zwischen 160 °C und 260 °C, vorzugweise zwischen 180 und 220 °C.
[0023] Bevorzugt ist vorgesehen, dass das Partialdruckverhältnis von CO» zu H; etwa 1 zu 2,5 bis 3,5, vorzugweise etwa 3 beträgt. Das bedeutet, dass der Partialdruck von Wasserstoff etwa 2,5 bis 3,5mal so hoch sein sollte, wie der Partialdruck von CO».
[0024] In einer Ausführungsvariante kann das CO, von Rauchgas stammen. In diesem Fall handelt es sich beim erfindungsgemäßen Verfahren um ein selektives Verfahren zur Herstellung von Methanol aus CO» und H2, wobei die CO2-Quelle Rauchgas ist, wobei CO» mit H2 über einem Katalysator zur Reaktion gebracht wird, wobei der Katalysator einen Träger und eine katalytisch aktive Beschichtung aufweist, wobei die katalytisch aktive Beschichtung ein Metallsulfid umfasst, wobei der Träger Zink (Il)-oxid (ZnO) ist. Ein solches Verfahren ist dazu geeignet, Rauchgas der Wiederverwertung zuzuführen.
[0025] Wenngleich als katalytisch aktive Materialien Metallsulfide in Betracht kommen, ist MoS>» besonders effizient.
[0026] Die Erfindung betrifft in einem Aspekt ein Verfahren zur Herstellung eines Katalysators,
wobei der Katalysator einen Träger und eine katalytisch aktive Beschichtung aufweist, wobei die
katalytisch aktive Beschichtung ein Metallsulfid umfasst, wobei der Träger Zink (Il)-oxid (ZnO) ist,
umfassend die Schritte:
(i) Bilden einer Mischung von Wasser, Ammoniumthiomolybdat, insbesondere (NH4)2MoS« 0der einem Hydrat von (NH4)2MoS«, und ZnO;
(ii) Verrühren dieser Mischung; und
(iii) anschließend Verdampfen des Wassers aus der Mischung.
[0027] Die Mengenverhältnisse (Gew.) Ammoniumthiomolybdat, insbesondere (NH4)2MoS« oder einem Hydrat von (NHa)2MoS4, zu ZnO beträgen bevorzugt von 54 bis 163 (NHa)2MoS«) zu 1 (ZnO). Die Menge an Wasser beträgt von 200 bis 1000 (Gew.) bezogen auf eingesetztes ZnO (1). Daher ist bevorzugt vorgesehen, dass das Verhältnis von Ammoniumthiomolybdat, (NHa)2MoS- oder einem Hydrat von (NHa)2MoS«, zu ZnO zwischen 54 bis 163 Gew. % beträgt.
[0028] Bevorzugt wird Schritt (iii) bei Temperaturen unterhalb von 100 °C durchgeführt, um eine Reaktion mit Luftsauerstoff zu verhindern. Vorteilhaft ist ein Temperaturbereich von 60°C bis 80°C.
[0029] Daher ist es günstig, wenn Schritt (ii) bei einem Druck unterhalb von 1 bar durchgeführt wird. Vorteilhaft ist ein Druck von unter 500 mbar, besonders bevorzugt von unter 250 mbar.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
[0030] Weitere Vorteile und Details der Erfindung werden in den beiliegenden Figuren gezeigt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.
[0031] Fig. 1 zeigt die Reaktionsausbeute an Methanol, CH4 und CO der Reaktion von CO» mit H2 über einem erfindungsgemäßen Katalysator als Funktion der Temperatur in einem erfindungsgemäßen Verfahren.
[0032] Fig. 2 zeigt einen Vergleich der Ausbeuten der Reaktion von CO» mit H2 über einem erfindungsgemäßen Katalysator im Vergleich zu sieben nicht erfindungsgemäßen Katalysatoren.
[0033] Fig. 3 zeigt Röntgendiffraktionsbilder (XRD) eines erfindungsgemäßen Katalysators mit MoS-; als katalytisch aktive Schicht und ZnO als Träger im Vergleich zu ZnO ohne katalytische Schicht und MoS»; ohne Träger.
[0034] Fig. 4a zeigt Rasterelektronenmikroskopaufnahmen von ZnO.
[0035] Fig. 45 zeigt Rasterelektronenmikroskopaufnahmen eines erfindungsgemäßen Katalysators mit MoS- als katalytisch aktive Schicht mit ZnO.
[0036] In Fig. 1 sind die Reaktionsausbeuten an Methanol, CH«4 und CO als Funktion der Temperatur in einem erfindungsgemäßen Verfahren gezeigt. Dabei wurde ein Gramm erfindungsgemäßer Katalysator (bestehend aus einem Träger aus ZnO mit einer katalytisch aktiven Beschichtung von 16,7 Gew-% MoS>») mit CO» und H; zur Reaktion gebracht. Der Katalysator wurde zunächst bei 400°C und 100% H> für 4 h bei einem Druck von 21 bar und einem Gesamtfluss vom 5 mIN vorbehandelt.
[0037] Zur Erläuterung: Der Gesamtfluss am Gasgemisch, wie er über den Katalysator geleitet wird ist:
5 mIN gkat * min
[0038] In dieser Formel steht „mIN“ für Milliliter unter Normal- bzw. Standardbedingungen, d.h. bei 273,15 K oder 0 °C und 1 bar Druck. Die Normierung auf Normalbedingungen erfolgt deshalb, da unter 21 bar 1 ml eine höhere Stoffmengenanzahl hätte als unter 1 bar; daher wird der Fluss umgerechnet und auf den Volumenstrom bei Normalbedingungen bezogen.
[0039] Die Reaktion selbst wurde bei beginnend bei 180 °C in 20 °C Schritten untersucht, wobei ein Gasgemisch von CO» mit H2 und He mit 21 bar angelegt wurde. Der Partialdruck von CO» betrug 20%, der Partialdruck von H» betrug 60% und der Partialdruck von He betrug 20%.
[0040] Sehr deutlich ist erkennbar, dass ein Ausbeutemaximum an Methanol bei rund 220 °C vorliegt, während bei dieser Temperatur nur wenig Nebenprodukte gebildet werden. Mit höherer Temperatur nimmt die Bildung von Methan (CH«) zu, während die Ausbeute an Methanol abnimmt. Auch die Menge an gebildeten Kohlenstoffmonoxid (CO) steigt mit höherer Temperatur an. Der ideale Temperaturbereich liegt bei rund 180 °C bis 230 °C.
[0041] In Fig. 2 ist ein Vergleich von acht verschiedenen Katalysatoren (V1 bis V8) mit einem erfindungsgemäßen Katalysator gezeigt. Die Zusammensetzung der einzelnen Katalysatoren ist in Tabelle 1 zusammengefasst.
[0042] Tabelle 1: Zusammensetzung der Katalysatoren für die Beispiele gemäß Fig. 2. V1 bis V8 stellen Vergleichsbeispiele dar, E1 ist erfindungsgemäß:
Figur Träger Katalytisch Menge Menge katalytisch aktive aktive Metallsulfid Metallbeschichtung Beschichtung (Gew.%) bezogen auf Gesamtmasse (Gew. %) V1 AIO(OH) MoS>» 16,7 10 V2 MnO» MoS>» 16,7 10 V3 C* MoS>» 16,7 10 V4 AIO(OH) MoS>» 3,34 2 V5 MgAlOx MoS>» 16,7 10 (Mg : Al = 2:1) V6 MgAlOx MoS>» 16,7 10 (Mg : Al = 1:2) V7 ZrO» MoS>» 16,7 10 V8 CeO>» MoS>» 16,7 10 E1 ZnO MoS>» 16,7 10 *Aktivkohle
[0043] Die Reaktionsbedingungen in den gezeigten Beispielen der Fig. 2 zu Beginn der Reaktion sind immer identisch gewählt. Die Reaktionsausbeuten von Methanol, CH« und CO sind in Fig. 2 zusammengefasst. Es wurde jeweils ein Gramm Katalysator (katalytisch aktive Beschichtung stets MoS>»;) mit CO,» und H> zur Reaktion gebracht. Der Katalysator wurde zunächst bei 400°C und 100% H; für 4 Stunden bei einem Druck von 21 bar und einem Gesamtfluss vom 5 mIN vorbehandelt.
[0044] Die Reaktion selbst wurde bei 180 °C untersucht, wobei ein Gasgemisch von CO» mit H2 und He mit 21 bar angelegt wurde. Der Partialdruck von CO» betrug 20%, der Partialdruck von H2 betrug 60% und der Partialdruck von He betrug 20%. Während die katalytisch aktive Beschichtung stets MoS-, war, ist abhängig vom Trägermaterial eine unterschiedliche Verteilung an Reaktionsprodukten zu beobachten. Die höchste Spezifizität für Methanol war dabei bei ZnO als Trägermaterial zu beobachten, während die übrigen Materialien in hohen Mengen CH«a und/oder CO lieferten.
[0045] Fig. 3 zeigt Röntgendiffraktionsbilder (XRD) eines erfindungsgemäßen Katalysators mit MoS- als katalytisch aktive Schicht und ZnO als Träger im Vergleich zu ZnO ohne katalytische Schicht und MoS» ohne Träger. Das XRD für MoS»/ZnO zeigt, dass die ZnO-Struktur übernommen wird. Vermutet werden 3-dimensionale MoS-» Inseln mit geringer Kristallinität auf dem ZnO Träger.
[0046] Fig. 4a und Fig. 4b zeigen Rasterelektronenmikroskopaufnahmen von ZnO und MoS- mit ZnO als Träger. Man erkennt, dass die ZnO-Partikel in der Aufnahme Fig. 4b von MoS>» bedeckt sind.

Claims (10)

Patentansprüche
1. Katalysator, umfassend einen Träger und eine katalytisch aktive Beschichtung, wobei die katalytisch aktive Beschichtung ein Metallsulfid umfasst, wobei der Träger Zink (Il)-oxid ist, wobei der Anteil an Metallsulfid zwischen 15 und 30 Gew.%, vorzugsweise zwischen 15 und 25 Gew.%, besonders bevorzugt zwischen 15 und 20 Gew.%, bezogen auf Zink (Il)-oxid beträgt.
2. Katalysator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Metallsulfid Molybdän (IV)sulfid (MoS>) umfasst.
3. Verfahren zur Herstellung von Methanol (CH3OH) aus Kohlenstoffdioxid (CO2) und Wasserstoff (H2), wobei CO» mit H, in der Gasphase über einem Katalysator nach Anspruch 1 oder Anspruch 2 zur Reaktion gebracht werden.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Reaktion ein Druck von > 10 bar, vorzugweise zwischen 18 bar und 23 bar, eingestellt wird.
5. Verfahren nach Anspruch 3 oder Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Reaktion eine Temperatur von zwischen 160 °C und 260 °C, vorzugsweise 180 °C bis 220 °C eingestellt wird.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Partialdruckverhältnis von CO» zu H2 etwa 1 zu 2,5 bis 3,5, vorzugweise etwa 3 beträgt.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Reaktion in Abwesenheit von UV-Licht durchgeführt wird.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das CO» von Rauchgas stammt.
9. Verfahren zur Herstellung eines Katalysators nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, wobei der Katalysator einen Träger und eine katalytisch aktive Beschichtung aufweist, wobei die katalytisch aktive Beschichtung ein Metallsulfid umfasst, wobei der Träger Zink (Il)-oxid (ZnO) ist, umfassend die Schritte:
(i) Bilden einer Mischung von Wasser, Ammoniumthiomolybdat, insbesondere (NH4)2MoS4 oder einem Hydrat von (NHa)2MoS4, und ZnO;
(ii) Verrühren dieser Mischung; und
(iii) anschließend Verdampfen des Wassers aus der Mischung, vorzugsweise bei Temperaturen unterhalb von 100 °C, besonders bevorzugt bei 60 °C bis 80 °C.
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass Schritt (iii) bei einem Druck unterhalb von 1 bar, vorzugsweise unterhalb von 500 mbar durchgeführt wird.
Hierzu 3 Blatt Zeichnungen
ATA50438/2022A 2022-06-20 2022-06-20 Katalysator und verfahren zur herstellung von methanol AT526222B1 (de)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
ATA50438/2022A AT526222B1 (de) 2022-06-20 2022-06-20 Katalysator und verfahren zur herstellung von methanol
EP23735220.8A EP4539982A1 (de) 2022-06-20 2023-06-20 Katalysator und verfahren zur herstellung von methanol
CN202380047717.9A CN120379756A (zh) 2022-06-20 2023-06-20 用于制备甲醇的催化剂和方法
CA3259470A CA3259470A1 (en) 2022-06-20 2023-06-20 Catalyst and method for producing methanol
PCT/AT2023/060192 WO2023245216A1 (de) 2022-06-20 2023-06-20 Katalysator und verfahren zur herstellung von methanol

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
ATA50438/2022A AT526222B1 (de) 2022-06-20 2022-06-20 Katalysator und verfahren zur herstellung von methanol

Publications (2)

Publication Number Publication Date
AT526222A1 AT526222A1 (de) 2024-01-15
AT526222B1 true AT526222B1 (de) 2024-02-15

Family

ID=87036271

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
ATA50438/2022A AT526222B1 (de) 2022-06-20 2022-06-20 Katalysator und verfahren zur herstellung von methanol

Country Status (5)

Country Link
EP (1) EP4539982A1 (de)
CN (1) CN120379756A (de)
AT (1) AT526222B1 (de)
CA (1) CA3259470A1 (de)
WO (1) WO2023245216A1 (de)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN119143576B (zh) * 2024-11-19 2025-02-11 安徽碳鑫科技有限公司 一种二氧化碳加氢制备甲醇的方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110833843B (zh) * 2018-08-16 2021-03-16 中国科学院大连化学物理研究所 一种二氧化碳加氢合成甲醇的催化剂
CN113499787A (zh) * 2021-08-13 2021-10-15 中国科学院大连化学物理研究所 一种二氧化碳加氢制甲醇催化剂及其制备方法和应用
WO2021226172A1 (en) * 2020-05-08 2021-11-11 Air Company Holdings, Inc. Molybdenum-based catalysts for carbon dioxide conversion

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AT524247A1 (de) * 2020-10-08 2022-04-15 Univ Wien Tech Verfahren zur herstellung von methanol

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110833843B (zh) * 2018-08-16 2021-03-16 中国科学院大连化学物理研究所 一种二氧化碳加氢合成甲醇的催化剂
WO2021226172A1 (en) * 2020-05-08 2021-11-11 Air Company Holdings, Inc. Molybdenum-based catalysts for carbon dioxide conversion
CN113499787A (zh) * 2021-08-13 2021-10-15 中国科学院大连化学物理研究所 一种二氧化碳加氢制甲醇催化剂及其制备方法和应用

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
M. Hegazy et al. "Construction of 2D MoS2@ZnO heterojunction as superior photocatalyst for highly efficient and selective CO2 conversion into liquid fuel" Journal of Environmental Chemical Engineering, Volume 10, Issue 2, April 2022, 107337; abrufbar ab 07.02.2022 [online], [abgerufen am 25.04.2023]. Abgerufen im Internet, <URL:https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/ S221334372200210X?via%3Dihub> <https://doi.org/10.1016/j.jece.2022.107337> *

Also Published As

Publication number Publication date
CN120379756A (zh) 2025-07-25
WO2023245216A1 (de) 2023-12-28
CA3259470A1 (en) 2025-07-03
EP4539982A1 (de) 2025-04-23
AT526222A1 (de) 2024-01-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2490804B1 (de) Katalysator für die wasserdampfreformierung von methanol
EP2456756B1 (de) Verfahren zur kontinuierlichen herstellung von methylmercaptan aus kohlenstoffhaltigen verbindungen, schwefel und wasserstoff
EP3034485B1 (de) Reaktion von kohlendioxid mit wasserstoff unter verwendung einer permselektiven membran
DE2362944C3 (de) Verfahren zur Herstellung von Dimethyläther
EP3596034B1 (de) Verfahren zur chemischen umsetzung von zuckern oder zuckeralkoholen zu glykolen
EP0695279B1 (de) Verwendung eines katalysators zur herstellung von synthesegas
AT526222B1 (de) Katalysator und verfahren zur herstellung von methanol
DE2913925C2 (de) Verfahren zur Herstellung von Cyanwasserstoff
DE2154074C3 (de) Verfahren zur Herstellung von Methanol durch Umsetzung von Kohlenmonoxid und Wasserstoff an einem Katalysator und Katalysatorzusammensetzung zur Durchführung des Verfahrens
DE69001160T2 (de) Verfahren zur Methanolspaltung.
DE102008054760A1 (de) Heterogener Katalysator für die Fischer-Tropsch-Synthese und ein Verfahren zu dessen Herstellung
WO2022073055A1 (de) Verfahren zur herstellung von methanol
DE19510629A1 (de) Verfahren zur Herstellung eines Alkohols und für dieses Verfahren geeigneter Katalysatorvorläufer
DE1123074B (de) Dampf-Reformierungs-Verfahren fuer Kohlenwasserstoffe
DE2643916A1 (de) Oxidischer katalysator zur konvertierung von wassergas
DE102019213501A1 (de) Verfahren zur Herstellung von Isobutanol und/oder 1-Butanol
DE3103207C2 (de)
DE102012215723A1 (de) Verfahren und Katalysator zur Herstellung von längerkettigen Kohlenwasserstoffen aus Methan
AT522823B1 (de) Verfahren zur Herstellung von Kohlenstoffmonoxid
DE2261634A1 (de) Verfahren zur herstellung von methanreichen gasen
DE102016006713A1 (de) Verfahren und Anlage zur Herstellung von Ethanol
EP4257579A1 (de) Verfahren und anlage zur herstellung von dimethylether
DE102019105105A1 (de) Verfahren zur Herstellung von 1,2-Propandiol
DE2150975A1 (de) Nickel-siliciumdioxid katalysatoren
DE102016006712A1 (de) Verfahren und Anlage zur Herstellung von Ethanol