Hochdisperse Gallium-basierte Katalysatoren für die nicht-oxidative Dehydrierung von Methanol zu Formaldehyd und Wasserstoff

• Antragsteller: Professor Dr. Martin Muhler
• Fachliche Zuordnung: Technische Chemie
• Förderung: Förderung seit 2023
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 524497718

Formaldehyd ist eine der wichtigsten Industriechemikalien, die hauptsächlich für die Herstellung von Harzen oder als Baustein für die Synthese anderer chemischer Verbindungen verwendet wird. Die direkte Dehydrierung von Methanol ist von großem Interesse, da sie zu wasserfreiem Formaldehyd und Wasserstoff als zweitem wertvollen Produkt führt. Obwohl Katalysatoren auf der Basis von Galliumoxid für die Dehydrierung von Methanol eine ausgezeichnete Anfangsleistung in Bezug auf Aktivität und Selektivität gezeigt haben, ist ihre Desaktivierungsgeschwindigkeit ebenfalls relativ hoch. Dies ist ein bekanntes Problem, das bei Dehydrierungskatalysatoren wie z. B. für die Propandehydrierung häufig auftritt. Die Desaktivierung dieser Katalysatoren ist in der Regel auf Verkokung und strukturelle Veränderungen zurückzuführen. Die Elimination dieser nachteiligen Prozesse würde zu neuen vielversprechenden Katalysatoren auf Ga-Basis führen. Da ihre Anwendung bei der Methanol-Dehydrierung relativ neu ist, werden ihre Eigenschaften in Bezug auf diese Reaktion durch eine umfassende Kombination von volumen- und oberflächensensitiven Methoden gründlich untersucht. Es wird eine Forschungsstrategie vorgeschlagen, die sowohl auf die Charakterisierung der aktiven Zentren als auch auf die Lösung der Desaktivierungsprobleme abzielt. Es wird ein systematisches Katalysatordesign angewandt, um effizient promotierte GaOx/SiO2- und CuxGayOz-Katalysatoren zu erhalten, und es werden instationäre kinetische Untersuchungen durchgeführt, um ihre Regenerierbarkeit zu verbessern.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen