Reshaping the Role of CO2 in Propane Dehydrogenation: From Waste Gas to Platform Chemical

脱氢 丙烷 催化作用 甲烷 石油化工 化学工业 化学 化学反应 化学动力学 材料科学 化学工程 无机化学 有机化学 动力学 工程类 量子力学 物理
作者
Marco G. Rigamonti,Meera A. Shah,Thobani G. Gambu,Mark Saeys,Michiel Dusselier
出处
期刊:ACS Catalysis [American Chemical Society]
卷期号:12 (15): 9339-9358 被引量:13
标识
DOI:10.1021/acscatal.2c01374
摘要

The valorization of CO2 appeals to the chemical industry due to the reduction in greenhouse gas emissions and the ability to offer more renewable products. Propylene production is the second largest process in the chemical industry, and it strongly depends on fossil fuel feedstocks. Coupling CO2 reduction with propane dehydrogenation boosts conversion and produces CO, a valuable platform chemical currently synthesized by fossil-methane reforming. In this work, (i) we demonstrate the environmental benefits of coupling CO2 with a life-cycle assessment under industrial conditions, potentially reducing emissions by 3 tCO2-eq per ton of propylene produced. (ii) We screen supported catalytic materials─both known and novel─with a focus on propane and CO2 reaction mechanisms under industrial reaction conditions of 400–700 °C and pressures of 1–6 barg (redox: V, Galinstan, In, Mo, Mn, Bi, Sb, Ta; nonredox: Cr, Ga, co, Al, Zn, Au, Zr, Ag, W, La, Cu; and some alloy combinations). We evaluate each material under the kinetic regime, and we quantify reaction, side reaction, and deactivation kinetics (coking, cracking, and dry-reforming), as well as the regeneration ability. We then classify them based on their dominant mechanisms (direct CO2 assistance or indirect with H2 via reverse water gas shift) and identify each catalyst's strengths and weaknesses. Finally, (iii) we correlate our database of experimental results of 22 active metals/metal oxides with the Tamman temperature and density functional theory (DFT)-based oxygen vacancy formation energies. We discovered that oxygen mobility plays a crucial role in the kinetics of reoxidation with CO2 and the overall balance of active sites related to dehydrogenation and reoxidation.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
刚刚
youyou发布了新的文献求助10
1秒前
丘比特应助爱科研大老曹采纳,获得50
2秒前
花菜完成签到 ,获得积分10
2秒前
3秒前
romarola完成签到,获得积分10
3秒前
gy完成签到,获得积分10
4秒前
4秒前
5秒前
科研狗完成签到 ,获得积分10
5秒前
Orange应助这这采纳,获得10
6秒前
Junlin完成签到,获得积分10
7秒前
尊敬的篮球完成签到,获得积分10
7秒前
嘻嘻嘻完成签到 ,获得积分10
7秒前
漫漫亦灿灿完成签到,获得积分10
7秒前
8秒前
甘草三七完成签到,获得积分10
9秒前
9秒前
10秒前
lemon发布了新的文献求助30
11秒前
零食宝发布了新的文献求助10
11秒前
爆米花应助Gallagher采纳,获得10
11秒前
斯文败类应助沐雨采纳,获得10
11秒前
彭于晏应助11采纳,获得10
12秒前
111发布了新的文献求助10
12秒前
tttwwwlll完成签到,获得积分10
13秒前
高高ai发布了新的文献求助10
14秒前
曾经尔云发布了新的文献求助10
15秒前
Nana发布了新的文献求助20
15秒前
yanyanyan完成签到,获得积分10
16秒前
17秒前
17秒前
SciGPT应助neosalius采纳,获得10
19秒前
科研通AI2S应助JieFenceence采纳,获得10
20秒前
彭洪凯完成签到,获得积分10
21秒前
21秒前
tao发布了新的文献求助10
21秒前
笑点低书白完成签到,获得积分10
21秒前
WD发布了新的文献求助10
22秒前
22秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Metallurgy at high pressures and high temperatures 2000
Tier 1 Checklists for Seismic Evaluation and Retrofit of Existing Buildings 1000
PowerCascade: A Synthetic Dataset for Cascading Failure Analysis in Power Systems 1000
The Organic Chemistry of Biological Pathways Second Edition 1000
Signals, Systems, and Signal Processing 610
An Introduction to Medicinal Chemistry 第六版习题答案 600
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 物理 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 细胞生物学 基因 无机化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6332663
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8149202
关于积分的说明 17105834
捐赠科研通 5388506
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2856520
邀请新用户注册赠送积分活动 1834021
关于科研通互助平台的介绍 1685121