Proposal Title : NemeSys - Smart Multiphasic Nanoreactors Based On Tailored Foams for Direct H2O2 Synthesis
提案标题:NemeSys - 基于定制泡沫的智能多相纳米反应器,用于直接合成 H2O2
基本信息
- 批准号:EP/Y034392/1
- 负责人:
- 金额:$ 16.19万
- 依托单位:
- 依托单位国家:英国
- 项目类别:Research Grant
- 财政年份:2024
- 资助国家:英国
- 起止时间:2024 至 无数据
- 项目状态:未结题
- 来源:
- 关键词:
项目摘要
H2O2 is a key commodity chemical. It is industrially produced by an indirect process involving sequential hydrogenation-oxidation of an anthraquinone precursor dissolved in organic solvents followed by liquid-liquid extraction to recover H2O2, with high energy input and waste/CO2 generation. A sustainable alternative relies on direct H2O2 synthesis from molecular H2 and O2, which could produce H2O2 at the endpoint of use with few downstream operations. Nonetheless, this dream process has not emerged as a technology due to 3 main limitations: (1) low H2O2 selectivity, (2) productivity limitation due to process safety, and (3) slow rate of H2O2 synthesis. This ERC PoC project aims at bringing solution to these limitations. It will implement particle-stabilized foams as Gas-Liquid-Solid (G-L-S) nanoreactors by self-assembling surface-active catalytic particles at the G-L interface, promoting G-L miscibility near the catalytic centers. This will enhance the activity and H2O2 selectivity compared to bulk catalytic systems below the explosion limit. We will optimize particles already developed in the ERC Michelangelo to generate foams in alcohols, and incorporating AuPd nanoparticles as catalytic phase. We will (i) prepare surface-active catalytic particles based on oleophobic organosilicas incorporating AuPd nanoalloys; (ii) generate particle-stabilized foams in alcohols affording high activity and selectivity for direct H2O2 synthesis and particle reuse; (iii) engineer a lab-scale G-L-S reactor prototype using particle-stabilized foams to achieve at least 0.6 vol% H2O2 and a rate of H2O2 synthesis >100 mol.kgcat-1.h-1; and (iv) estimate the unit cost and CO2 footprint of the new reactor prototype, patenting, technology transfer and market analysis with industrial partners. Through innovation on both surface-active catalysts andprocess intensification, NemeSys will deliver a radical step change towards a higher sustainability and competitiveness in the process industry.
H2O2是一种关键商品化学物质。它是通过间接过程产生的,该过程涉及溶解在有机溶剂中的蒽醌前体的顺序氢化氧化,然后是液体液体提取以恢复H2O2,并产生高能量输入和废物/二氧化碳的生成。一种可持续的替代方法依赖于分子H2和O2的直接H2O2合成,该合成可以在使用的终点下产生H2O2,而下游操作很少。尽管如此,由于3个主要局限性,此梦想过程并未作为技术出现:(1)H2O2选择性较低,(2)由于过程安全性引起的生产力限制,以及(3)H2O2合成速率慢。这个ERC POC项目旨在为这些限制带来解决方案。它将通过在G-L界面上自组装表面激活的催化颗粒来实现颗粒型泡沫作为气液 - 固醇(G-l-S)纳米反应器,从而促进了催化中心附近的G-L混杂性。与低于爆炸极限的散装催化系统相比,这将提高活性和H2O2选择性。我们将优化在ERC米开朗基罗中已经开发的颗粒,以在醇中产生泡沫,并将AUPD纳米颗粒掺入催化相。我们将(i)基于含有AUPD纳米合金的含含含Aupd纳米合金的含含水量的有机硅制备表面活性的催化颗粒; (ii)在酒精中产生粒细化的泡沫,具有直接H2O2合成和粒子再利用的高活性和选择性; (iii)使用颗粒稳定的泡沫来设计实验室的G-L-S反应堆原型,以达到至少0.6 vol%H2O2和H2O2合成速率> 100 mol.kgcat-1.h-1; (iv)估计新反应堆原型的单位成本和二氧化碳占地面积,与工业合作伙伴的专利,技术转移和市场分析。通过对表面活性的催化剂和进程强化的创新,Nemesys将对过程行业的更高可持续性和竞争力进行根本性的变化。
项目成果
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专著数量(0)
科研奖励数量(0)
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