Трансформация диоксида углерода для получения формальдегида

В настоящее время проблема переработки углекислого газа находится в фокусе внимания как научного, так и технологического сообщества, для решения которой требуется всестороннее использование современных достижений. Трансформация углекислого газа в ценные химические продукты возможна по нескольким направлениям 1) образование метанола; 2) образование муравьиной кислоты; 3) фотосинтез с образованием сахаров в растениях и 4) образование формальдегида. Необходимо отметить, что переработка диоксида углерода любым способом является энергетически затратными процессами. Формирование метанола и муравьиной кислоты с использованием углекислого газа являются достаточно разработанными в научном плане процессами. При этом широкого промышленного распространения вышеуказанные процессы не получили в связи с наличием более доступных и дешевых альтернатив вышеуказанным путям. Образование сахаров при фотосинтезе происходит постоянно в растениях. Наиболее сложным в научном плане из вышеуказанных путей переработки углекислого газа является образование формальдегида, в связи с его высокой активность. Однако, следует отметить, что формальдегид является крайне экономически востребованным продуктом химического синтеза, в связи с чем его получение с использованием углекислого газа может иметь не только научный, но и выраженный экономический интерес. При этом для химической промышленности переход к новым технологиям использующим углекислый газ в качестве исходного сырья является основным, в связи с чем, возможное использование углекислого газа, для многотоннажных химических продуктов, таких как формальдегид, имеет выраженный научный и практический интерес. Проект направлен на решение проблемы переработки образующегося в результате хозяйственной деятельности человека углекислого газа путем его каталитической конверсии с образованием ценного и востребованного на рынке формальдегида. Научной новизной, которая заключается в получении новых би и триметаллических катализаторов получения формальдегида из углекислого газа в качестве исходного сырья с использованием комплексом методов формирования полиметаллических частиц в носителе. В настоящее время известно небольшое количество исследований вышеуказанного процесса с использованием биметаллических гетерогенных катализаторов и монометаллических гомогенных катализаторов, при этом полученные каталитические системы показывают невысокую активность и селективность по отношению образования целевого продукта. Для исследования процесса образования формальдегида с использованием углекислого газа в качестве исходного сырья планируется проведение синтеза монометаллических Pt, Cu, Ni, Ru, биметаллических Pt-Cu, Pt-Ni, Ru-Ni, Ru-Cu и триметаллических образцов Pt-Ru-Cu, Pt – Ru – Ni. Основные, планируемые к использованию, синтетические методы это импрегнирование и соосаждение на поверхности носителей с последующим восстановлением образовавшихся наночастиц водородом, боргидридом натрия и т.п. Синтезированные каталитические системы будут охарактеризованы современными физико-химическими методами включая хемосорбцию аммиака для определения количества кислотных центров, моноксида углерода для определения количества металлических центров, диоксида углерода для определения количества основных центров, а также физическую адсорбцию азота для определения общей площади поверхности. Планируется исследование поглощения поверхности образцов катализаторов в ИК диапазоне и т.п. для выявления закономерностей активности и селективности полученных катализаторов к образованию формальдегида и изучению влияния на эти показатели физико-химических свойств синтезированных катализаторов. Для проведения тестирования планируется использование проточной трубчатой установки, подключенной к хроматографу для проведения анализов образующихся продуктов.