Hydrodechlorination of chlorine compounds on zeolites
Panel
Chemistry 1
Department or equivalent
Department of Applied and Environmental Chemistry (University of Szeged)
Participants
Halász, János Tasi, Gyula
Starting date
2003-01-01
Closing date
2007-12-31
Funding (in million HUF)
3.770
FTE (full time equivalent)
0.00
state
closed project
Final report
Results in Hungarian
Pt és Pd tartalmú, Y-FAU-típusú zeolitokat állítottunk elő és a szén-tetraklorid hidrodeklórozásával teszteltük. Összehasonlítva a két fém szemcséit tartalmazó katalizátorok tulajdonságát a legérdekesebb különbség az volt, hogy a Pt-val ellentétben Pd-on nem tapasztaltuk a köztitermék kloroform képződését, és a teljes klórcsere végeredménye, azaz a főtermék nem metán, hanem etán volt. Más klórtartalmú anyagok, a triklóretilén és az 1,1,2-triklóretán hidrodeklórozását is összehasonlítottuk Pt- és Pd-tartalmú zeolit katalizátorainkon. A két reaktáns aktivitásában lévő különbségeket elméleti számításokkal is alátámasztottuk. A hidrogén/triklóretilén arány növelése nagymértékben növelte a reakciósebességet, de nem volt hatással a szelektivitásra. Pt- és Pd-tartalmú ZSM5 zeolit aktivitását is teszteltük szén-tetrakloriddal és vizsgáltuk klórfenolok hidrodeklórozását is.
A C-atom experimentálisan megállapított standard képződési entalpiáját hibásnak találtuk. A hiba kicsi, de kummulatív, a szénatomszám növekedésével az atomizációs energiából számított molekuláris képződési hő egyre jobban eltér a valódi értéktől. Korrigált számításainkat szénhidrogénekre publikáltuk, és klórtartalmú szénhidrogénekre is elkészültek.
Létrehoztunk egy új ab initio kvantumkémiai programot, mellyel nagy pontosságú számítások végezhetők a Schrödinger-egyenlet teljes variációs megoldásával. Eredmények vannak kisebb halogéntartalmú szénhidrogénekre is.
Results in English
Pt- and Pd-containing zeolite (Y-FAU) supported catalysts were synthesized and tested in the hydrodechlorination of carbon tetrachloride. Comparing their properties, the main differences were the following:
-using Pt/zeolite, methane and hydrogen chloride were the final products and chloroform was detected as intermediate product
-over Pd/zeolite, ethane was the final product and no chloroform was detected at all.
Catalytic decomposition of other chlorine containing compounds such as trichloroethene and 1,1,2-trichloro-ethane was investigated on the above-mentioned catalysts. Differences in their experimental behaviour were supported with theoretical calculations. Higher ratio of hydrogen and trichloroethene significantly increased the reaction rate of hydrodechlorination, but did not have any influence on the selectivity. The activity of Pt- and Pd-ZSM5 zeolites were also tested in the hydrodechlorination of both carbon tetrachloride and moreover chlorophenols.
The formation enthalpy of carbon atom determined experimentally was found to be incorrect. The error is small, but cumulative. Corrected calculations were published for hydrocarbons and finished for chlorinated hydrocarbons, too. A new ab initio quantumchemical program was developed which is suitable for precise calculations for atoms and molecules solving the Schrödinger equation fully variationally. Results are available for small chlorinated hydrocarbons as well.
Sz. Mészáros, J. Halász, M. F. Casula, S. Marras, I. Hannus: Catalytic hydrodechlorination of chlorophenols over Pt-containing zeolite catalysts, Proc. of the 13th Symposium on Analytical and Environmental Problems, 156-161 o., 2006
Gy. Tasi, A.G. Császár: Hartree-Fock-limit energies and structures with a few dozen distributed Gaussians, Chem. Phys. Lett, in press, 2007
Imre B; Hannus I; Kónya Z; B.Nagy J; Kiricsi I;: Hydrodechlorination of carbon tetrachloride on Pt-containing zeolites., Stud Surf Sci Catal 154:2536-2542, 2004
Halász J; Imre B; Hannus, I: IR spectroscopic investigation of hydrodechlorination on Pt-containing zeolites, Appl Catal A 271: 47-53, 2004
Imre B; Hannus I; Kiricsi I: Comparative IR spectroscopic study of Pt-and Pd-containing zeolites in the hydrodechlorination reaction of carbon tetrechloride, J Mol Struct 744-747: 501, 2005
J. Halász, Sz. Mészáros, I. Hannus:: Hydrodechlorination of chlorophenols over Pt- and Co-containing ZSM-5 zeolite catalysts, React. Kinet. Catal. Lett., 87, 359-362, 2006
Hannus I; Főző M; Halász J; Tasi G: Theoretical and experimental study of hydrodechlorination reactions of Pt-and Pd-containing zeolites, Stud Surf Sci Catal 158: 1803-1810, 2005
Halász J; Hodos M; Hannus I; Tasi G; Kiricsi I: Catalytic detoxification of C2-chlorohydrocarbons over iron-containing oxide and zeolite catalysts, Colloids Surf A: Physchem Eng Aspects 265: 171-177, 2005
Hannus I., Kropok Zs., Halász J: IR spectroscopic study of Pt-containing zeolites in the hydrodechlorination reaction of C2 chlorinated hydrocarbon, J. Mol. Struct., in press, 2007
Gy. Tasi, R. Izsák, G. Matisz, A.G. Császár, M. Kállay, B. Rusic, J.F. Stanton: The origin of Systematic Error in the Standard Enthalpies of Formation of Hydrocarbons Computed via Atomization Schemes, ChemPhysChem., 7:1664-1667, 2006
Imre B; Hannus I; Kónya Z; Kiricsi I: IR spectroscopic reinvestigation of the generation of acid sites in Pt containing faujasite zeolites, J Mol Struct 651-653: 191-197, 2003
Hannus I., Halász J: Hydrodechlorination over zeolite supported catalysts - clarification of reaction mechanism –, J. Jpn. Petrol. Inst., 49, 105-113, 2006
