Zastosowanie fotokatalizy w syntezie metanolu z metanu

• Autorzy: Hamryszak Łukasz , Madej-Lachowska Maria

Identyfikatory

DOI

10.15199/62.2023.12.2

Warianty tytułu

EN

Application of photocatalysis in the synthesis of methanol from methane

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W pracy przedstawiono podsumowanie postępów badań dotyczących produkcji metanolu z metanu z wykorzystaniem fotokatalizatorów tlenkowych (z udiałem tlenków: wolframu, tytanu, bizmutu, cynku, molibdenu, niklu, ceru oraz galu), a także zeolitów i grafenowych azotków węgla. Omówiono warunki prowadzenia procesu i stosowane dodatki.

EN

A review, with 56 refs., of research progress on the prodn. of MeOH from MeH using oxide photocatalysts: W, Ti, Bi, Zn, Mo, Ni, Ce and Ga, as well as zeolites and graphene C nitrides. The process conditions were presented, in particular the light sources used, the presence/absence of an oxidant and the addn. of the so-called sacrifical reagents, capturing excess electrons in the reaction system. A fundamental scheme of photocatalysis on a semiconductor molecule was presented.

Słowa kluczowe

PL

fotokataliza; synteza metanolu; utlenianie metanu; niskie stężenie metanu; konwersja metanu

EN

photocatalysis; methanol synthesis; methane oxidation; low concentration methane; CH4 conversion

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Przemysł Chemiczny
• Rocznik: 2023
• Tom: T. 102, nr 12
• Strony: 1308--1320
• Opis fizyczny: Bibliogr. 56 poz., il., tab., rys.

Twórcy

autor

Hamryszak Łukasz

• Instytut Inżynierii Chemicznej Polskiej Akademii Nauk, ul. Bałtycka 5, 44-100 Gliwice

• https://orcid.org/0000-0002-3373-5201

autor

Madej-Lachowska Maria

• Politechnika Opolska

• https://orcid.org/0000-0002-9085-2121

Bibliografia

• [1] G. Yuniar, W. H. Saputera, D. Sasongko, R. R. Mukti, J. Rizkiana, H. Devianto, Molecules 2022, 27, 549.
• [2] Y. Tian, L. Piao, X. Chen, Green. Chem. 2021, 23, 3526.
• [3] Y. Zeng, Z. Tang, X. Wu, A. Huang, X. Luo, G. Q. Xu, Y. Zhu, S. L. Wang, Appl. Catal. B Environ. 2022, 306, 120919.
• [4] Z. Wang, Z. Zhang, Z. Wang, H. Lu, L. Wang, Appl. Catal. A Gen. 2023, 654, 119082.
• [5] Y. Zeng, H. C. Liu, J. S. Wang, X. Y. Wu, S. L. Wang, Catal. Sci. Technol. 2020, 10, 2329.
• [6] Y. Zeng, X. Luo, F. Li, A. Huang, H. Wu, G. Q. Xu, S. L. Wang, Environ. Sci. Technol. 2021, 55, 7711.
• [7] Y. Gan, M. Huang, F. Yu, X. Yu, Z. He, J. Liu, T. Lin, Y. Dai, Q. Niu, L. Zhong, ACS Sustain. Chem. Eng. 2023, 11, 5537.
• [8] M. A. Gondal, A. Hameed, A. Suwaiyan, Appl. Catal. A Gen. 2003, 243, 165.
• [9] R. K. Srivastava, P. K. Sarangi, L. Bhatia, A. K. Singh, K. P. Shadangi, Biomass Convers. Biorefin. 2022, 12, 1851.
• [10] Ł. Hamryszak, M. Madej-Lachowska, M. Grzesik, M. Śliwa, Catalysts 2022, 12, 757.
• [11] D. Gómez, C. Candia, R. Jiménez, A. Karelovic, J. Catal. 2022, 406, 96.
• [12] D. S. Marlin, E. Sarron, Ó. Sigurbjörnsson, Front. Chem. 2018, 6, 1.
• [13] J. H. Lunsford, Catal. Today 2000, 63, 165.
• [14] H. Liu, D. He, Catal. Surv. Asia. 2012, 16, 53.
• [15] H. Du, X. Li, Z. Cao, S. Zhang, W. Yu, F. Sun, S. Wang, J. Zhao, J. Wang, Y. Bai, J. Yang, P. Yan, B. Jiang, H. Li, Appl. Catal. B Environ. 2023, 324, 122291.
• [16] J. Wang, R. Li, D. Zeng, W. Wang, Y. Zhang, L. Zhang, W. Wang, Chem. Eng. J. 2023, 452, 139505.
• [17] S. Murcia-López, M. C. Bacariza, K. Villa, J. M. Lopes, C. Henriques, J. R. Morante, T. Andreu, ACS Catal. 2017, 7, 2878.
• [18] K. Ogura, M. Kataoka, J. Mol. Catal. 1988, 43, 371.
• [19] R. P. Noceti, C. E. Taylor, J. R. D. Este, Catal. Today. 1997, 33, 199.
• [20] M. S. A. Sher Shah, C. Oh, H. Park, Y. J. Hwang, M. Ma, J. H. Park, Adv. Sci. 2020, 7, 1.
• [21] V. Augugliaro, G. Camera-Roda, V. Loddo, G. Palmisano, L. Palmisano, J. Soria, S. Yurdakal, J. Phys. Chem. Lett. 2015, 6, 1968.
• [22] Q. Li, Y. Ouyang, H. Li, L. Wang, J. Zeng, Angew. Chem. Int. Ed. 2022, 61, e202108069.
• [23] M. A. Gondal, A. Hameed, Z. H. Yamani, A. Arfaj, Chem. Phys. Lett. 2004, 392, 372.
• [24] K. Villa, S. Murcia-López, T. Andreu, J. R. Morante, Appl. Catal. B Environ. 2015, 163, 150.
• [25] K. Villa, S. Murcia-López, T. Andreu, J. R. Morante, Catal. Commun. 2015, 58, 200.
• [26] K. Villa, S. Murcia-López, J. R. Morante, T. Andreu, Appl. Catal. B Environ. 2016, 187, 30.
• [27] Y. Negishi, S. Watanabe, M. Aoki, S. Hossain, W. Kurashige, Concepts semiconductor photocatalysis, Intech Open, London 2019.
• [28] J. Yang, J. Hao, J. Wei, J. Dai, Y. Li, Fuel 2020, 266, 117104.
• [29] D. Premachandra, M. D. Heagy, Methane 2023, 2, 103.
• [30] A. Hameed, I. M. I. Ismail, M. Aslam, M. A. Gondal, Appl. Catal. A Gen. 2014, 470, 327.
• [31] C. E. Taylor, Catal. Today 2003, 84, 9.
• [32] C. E. Taylor, Top. Catal. 2005, 32, 179.
• [33] J. Xie, R. Jin, A. Li, Y. Bi, Q. Ruan, Y. Deng, Y. Zhang, S. Yao, G. Sankar, D. Ma, J Tang, Nat. Catal. 2018, 1, 889.
• [34] H. Song, X. Meng, S. Wang, W. Zhou, S. Song, T. Kako, J. Ye, ACS Catal. 2020, 10, 14318.
• [35] X. Cai, S. Fang, Y. H. Hu, J. Mater. Chem. A 2021, 9, 10796.
• [36] N. Feng, H. Lin, H. Song, L. Yang, D. Tang, F. Deng, J. Ye, Nat. Commun. 2021, 12, 4652.
• [37] X. Zhang, Y. Wang, K. Chang, S. Yang, H. Liu, Q. Chen, Z. Xie, Q. Kuang, Appl. Catal. B Environ. 2023, 320, 121961.
• [38] S. Murcia-López, K. Villa, T. Andreu, J. R. Morante, ACS Catal. 2014, 4, 3013.
• [39] S. Murcia-López, K. Villa, T. Andreu, J. R. Morante, Chem. Commun. 2015, 51, 7249.
• [40] W. Zhu, M. Shen, G. Fan, A. Yang, J. R. Meyer, Y. Ou, B. Yin, J. Fortner, M. Foston, Z. Li, Z. Zou, B. Sadtler, ACS Appl. Nano Mater. 2018, 1, 6683.
• [41] J. A. de Oliveira, J. C. da Cruz, O. R. Nascimento, C. Ribeiro, Appl. Catal. B: Environ. 2022, 318, 121827.
• [42] C. Han, Y. Cao, W. Yu, Z. Huang, F. Dong, L. Ye, S. Yu, Y. Zhou, J. Am. Chem. Soc. 2023, 145, 8609.
• [43] H. Song, X. Meng, S. Wang, W. Zhou, X. Wang, T. Kako, J. Ye, J. Am. Chem. Soc. 2019, 141, 20507.
• [44] W. Zhou, X. Qiu, Y. Jiang, Y. Fan, S. Wei, D. Han, L. Niu, Z. Tanga, J. Mater. Chem. A 2020, 8, 13277.
• [45] L. Luo, Z. Gong, Y. Xu, J. Ma, H. Liu, J. Xing, J. Tang, J. Am. Chem. Soc. 2022, 144, 740.
• [46] Z. Xiao, J. Shen, J. Zhang, D. Li, Y. Li, X. Wanga, Z. Zhang, J. Catal. 2022, 413, 20.
• [47] M. D. Ward, J. F. Brazdil, S. P. Mehandru, A. B. Anderson, J. Phys. Chem. 1987, 91, 6515.
• [48] S. Sun, N. F. Dummer, T. Bere, A. J. Barnes, G. Shaw, M. Douthwaite, S. Pattisson, R. J. Lewis, N. Richards, D. J. Morgan, G. J. Hutchings, Catal. Sci. Technol. 2022, 12, 3727.
• [49] Y. Hu, S. Higashimoto, S. Takahashi, Y. Nagai, M. Anpo, Catal. Lett. 2005, 100, 35.
• [50] Y. Hu, Y. Nagai, D. Rahmawaty, C. Wei, M. Anpo, Catal. Lett. 2008, 124, 80.
• [51] F. Sastre, V. Fornés, A. Corma, H. García, J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 17257.
• [52] F. Sastre, V. Fornés, A. Corma, H. García, Chem. A Eur. J. 2012, 18, 1820.
• [53] J. Ding, Z. Teng, X. Su, K. Kato, Y. Liu, T. Xiao, W. Liu, L. Liu, Q. Zhang, X. Ren, J. Zhang, Z. Chen, O. Teruhisa, A. Yamakata, H. Yang, Y. Huang, B. Liu, Y. Zhai, Chem 2023, 9, 1017.
• [54] Y. Li, J. Li, G. Zhang, K. Wang, X. Wu, ACS Sustain. Chem. Eng. 2019, 7, 4382.
• [55] S. Shi, Z. Sun, C. Bao, T. Gao, Y. H. Hu, Int. J. Energy Res. 2020, 44, 2740.
• [56] P. Xie, J. Ding, Z. Yao, T. Pu, P. Zhang, Z. Huang, C. Wang, J. Zhang, N. Zecher-Freeman, H. Zong, D. Yuan, S. Deng, R. Shahbazian-Yassar, Ch. Wang, Nature Commun. 2022, 13, 1375.

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MEiN, umowa nr SONP/SP/546092/2022 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2022-2023).