title: Direktsynthese von Ethanol und höheren Alkoholen aus kohlenmonoxidreichem Synthesegas
creator: Schröder, Johannes
subject: ddc-540
subject: 540 Chemistry and allied sciences
description: Im Rahmen der vorliegenden Arbeit wurde eine kontinuierlich betriebene Laboranlage zur Umsetzung von CO-reichem Synthesegas, wie es beispielsweise durch Vergasung biologischer Reststoffe entsteht, mit dem Fokus auf der Herstellung von Ethanol und höheren Alkoholen aufgebaut und in Betrieb genommen. Der Schwerpunkt der Arbeit lag in der Herstellung neuartiger heterogener Katalysatoren auf der Basis von mit Cobalt und Kupfer bzw. Eisen und Kupfer dotierten Silicium- und Aluminiumoxiden. Zur Synthese der kalzinierten Vorstufen kamen verschiedene Methoden zum Einsatz: Imprägniertechniken, Fällungstitration, Sol-Gel-Verfahren und Hydrothermalsynthese. Zudem wurden unterschiedliche Ausgangsmaterialien gewählt: Metallnitrate, Cobalt-Nanopartikel, Kupfer/Cobalt-Partikel und der Komplex [Cu(Salen)CoCl2]. Das Produktspektrum der mit Cobalt und Kupfer dotierten Systeme bestand zu einem Großteil aus Methan (42 bis 65%) und höheren Alkanen (10 bis 42%). Alkoholselektivitäten wurden bis zu 13% erreicht, darin waren höhere Alkohole von bis zu 76% enthalten. Mit diesen Systemen wurden bei einem einmaligen Durchgang durch den Reaktor CO-Umsätze von bis zu 42% erreicht. Bei der Variation verschiedener Parameter an den Katalysatorsystemen wurde deutlich, dass die Metallanteile, die Herstellungsmethoden und die Reihenfolge des Einbringens der Metalle zum Teil signifikante Änderungen der Reduktionseigenschaften und der Aktivität in der Umsetzung von Synthesegas mit sich brachten. Dabei wurde ein synergistischer Effekt zwischen CuO und Co3O4 gefunden, der es erlaubte, dass sich diese Metalloxide bei Temperaturen unterhalb von 300 ˚C vollständig reduzieren ließen. Das Ziel die zwischenmetallische Wechselwirkung zu erhöhen, wurde versucht durch eine räumliche Annäherung der Metalle in Kupfer/Cobalt-Partikeln bzw. dem Komplex [Cu(Salen)CoCl2] als Edukte zur Katalysatorherstellung, zu erreichen. Der Komplex [Cu(Salen)CoCl2] wurde erfolgreich synthetisiert und durch Anpassung einer Hydrothermalsynthese ohne dessen Zersetzung in ein Siliciumoxidgitter eingebracht. Die Anwesenheit einer CuCo2O4-Spezies nach der Kalzinierung des Systems belegte die verbesserte Wechselwirkung der Metalle. Weitere Variationen der entwickelten Synthesemethode führten zu einem Katalysatorsystem, welches im Vergleich zu den anderen Systemen einen stabileren CO-Umsatz zeigte und zu einem Anteil von 98% an Alkoholen in den flüssigen kohlenstoffhaltigen Katalyseprodukten führte, welcher zu 37% aus Methanol und zu 63% aus höheren Alkoholen bestand.
date: 2012
type: Dissertation
type: info:eu-repo/semantics/doctoralThesis
type: NonPeerReviewed
format: application/pdf
identifier: https://archiv.ub.uni-heidelberg.de/volltextserverhttps://archiv.ub.uni-heidelberg.de/volltextserver/13351/1/Dissertation_Johannes_Schroeder.pdf
identifier: DOI:10.11588/heidok.00013351
identifier: urn:nbn:de:bsz:16-opus-133517
identifier:   Schröder, Johannes  (2012) Direktsynthese von Ethanol und höheren Alkoholen aus kohlenmonoxidreichem Synthesegas.  [Dissertation]     
relation: https://archiv.ub.uni-heidelberg.de/volltextserver/13351/
rights: info:eu-repo/semantics/openAccess
rights: http://archiv.ub.uni-heidelberg.de/volltextserver/help/license_urhg.html
language: ger