Erforschung der katalytischen Methanentfernung, um ihre Umweltauswirkungen zu mindern

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Eine neue Rezension veröffentlicht in Wissenschaft China Chemie hat die jüngsten Fortschritte bei der Oxidation von Methan sowohl durch Thermokatalyse als auch durch Photokatalyse durch die Linse der Umweltsanierung zusammengefasst. Die Überprüfung wurde geleitet von Prof. Junwang Tang, Department of Chemical Engineering, University College London; und Fakultät für Chemieingenieurwesen, Tsinghua University.

„Methan hat mit seinen riesigen Reserven und seiner breiten Anwendung einen starken Treibhauseffekt aufgrund seines hohen Treibhauspotenzials verursacht, das fast 30-mal so hoch ist wie das von CO2. Die katalytische Oxidation von Methan direkt zu CO2 bietet einen potenziellen Weg, um die durch Methan verursachten negativen Auswirkungen zu mildern Emission“, sagt Tang.

„Traditionelle Thermokatalyse verwendet Edelmetalle oder Übergangsmetalle und ihre Oxide als Katalysatoren, um Methan bei hohen Temperaturen mit O2 in CO2 und H2O umzuwandeln. Alternativ eröffnet die Photokatalyse einen grünen Weg, um diese Reaktion bei Umgebungsbedingungen in Gegenwart eines Photokatalysators und unter Licht voranzutreiben Bestrahlung Entwicklung des Methanentfernungsprozesses sowohl über Thermokatalyse als auch über Photokatalyse[s] große Bedeutung in der wissenschaftlichen Forschung und erhebliches Potenzial auch in großtechnischen Anwendungen.“

Die jüngsten katalytischen Methanoxidationsverfahren werden daher wie folgt zusammengefasst:

  • Die Entwicklung von Thermokatalysatoren, insbesondere von Pd-basierten Katalysatoren, wird zusammengefasst und verglichen
  • Diskutiert wird die Desaktivierung von Thermokatalysatoren bei hohen Temperaturen und in Gegenwart von H2O, Schwefelgehalten etc
  • Grundlegende Studien zur Entwicklung von Katalysatoren und Oberflächenchemie während des katalytischen Prozesses durch fortgeschrittene Spektroskopie und Mikroskopie werden besprochen
  • Die Synthese und Leistung von Photokatalysatoren für die Methanoxidation werden verglichen
  • Die zugrunde liegenden photophysikalischen und oberflächenchemischen Prozesse bei der photokatalytischen Methanoxidation werden diskutiert, um zukünftige Studien zu leiten.
  • Zukünftige Arbeiten sollten sich auf die Entwicklung effizienter Thermokatalysatoren konzentrieren, die bei niedrigeren Temperaturen arbeiten, oder Photokatalysatoren, die auf sichtbares Licht reagieren. Das Reaktordesign ist ein weiterer wichtiger Aspekt zur Verbesserung der Gesamtleistung der Reaktion; jedoch wird es in vielen Studien übersehen.

    Mehr Informationen:
    Chao Wang et al, Katalytische Methanentfernung zur Minderung der Umweltauswirkungen, Wissenschaft China Chemie (2023). DOI: 10.1007/s11426-022-1487-8

    Bereitgestellt von Science China Press

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