Vliv reduktantu na výtěžek fotokatalytické redukce CO2

Marcel Šihor

Bachelor's thesis

Influence of reductant on CO2 photocatalytic reduction yield

Abstract:

Bakalářská práce je zaměřená na fotokatalytickou redukci oxidu uhličitého v přítomnosti katalyzátoru ZnS naneseném na montmorillonit. Účelem fotoredukce oxidu uhličitého je jeho přeměna na méně škodlivé a lépe využitelné látky. Fotokatalytická redukce oxidu uhličitého byla prováděna ve vsádkovém míchaném anulárním reaktoru se suspendovaným katalyzátorem ZnS-MMT ve čtyřech odlišných vodných roztocích (NaOH, NH4OH, NaOH+Na2SO3 a NH4OH+Na2SO3). Roztoky byly nasyceny oxidem uhličitým a ozařovány 8 W Hg lampou s vlnovou délkou 254 nm, která byla umístěna v trubici z křemenného skla. Produkty fotoredukce v plynné fázi byly methan, oxid uhelnatý a vodík. V kapalné fázi byl detekován methanol. Na základě experimentálních výsledků lze říci, že výtěžky produktů se lišily v závislosti na redukčním prostředí. Pokud porovnáváme fotokatalytickou redukci CO2 ve vodném roztoku NaOH a NH4OH vyšší výtěžky CH4 a CH3OH byly v roztoku NaOH. Přídavek Na2SO3 zvýšil výtěžky produktů fotokatalytické redukce CO2 pouze v kapalné fázi. Vzhledem k výtěžku methanu, který je hlavním produktem fotokatalytické redukce CO2 byl optimálním prostředím zvolen vodný roztok NaOH.

Abstract:

This work is focused on photocatalytic reduction of carbon dioxide in presence of ZnS photocatalyst loaded on montmorillonite. Purpose of the carbon dioxide photoreduction is to transform CO2 into less harmful and better exploitable materials. Photocatalytic reduction of carbon dioxide was carried out in stirred annular batch reactor. Photocatalyst ZnS-MMT was suspended in four different aqueous solutions (NaOH, NH4OH, NaOH+Na2SO3 a NH4OH+Na2SO3). These solutions were saturated by CO2 and than irradiated by 8W Hg lamp with wavelength 254 nm. This UV lamp was placed into quartz glass tube. Products of the photoreduction were methane, carbon monooxide and hydrogen in gas phase and methanol in liquid phase. Based on experimental datas we can say that yields of products were different in dependence on reduction medium. If the yields of CH4 and CH3OH gained from aqueous solutions NaOH and NH4OH are compared higher yields were gained in NaOH solution. Addition of Na2SO3 increased yields of products of photocatalytic reduction of CO2 only in liquid phase. NaOH was determined as the optimal reduction medium becouse of the highest yields of methane which is main product of photocatalytic reduction of CO2

Keywords

Fotoredukce, fotokatalýza, CO2, ZnS-MMT

Keywords

Photoreduction, photocatalysis, CO2, ZnS-MMT

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 29. 4. 2011

Thesis defence

• Date of defence: 15. 6. 2011
• Supervisor: Kamila Kočí
• Reader: Petr Praus

VŠB - Technical University of Ostrava

Fakulta metalurgie a materiálového inženýrství

Bachelor programme / field:
Procesní inženýrství / Chemie a technologie ochrany prostředí