Objectif
Two main problems are usually met in studies of sulfated zirconia based catalysts for alkanes isomerisation. One problem is that all attempts to register the so-called "superacid" sites on the catalyst surface with standard techniques failed up to now. Another problem is the bulk character of these catalysts, not allowing one to extract reliable data about the active sulfated zirconia surface with conventional physical and chemical methods.
It is possible to solve both problems by preparing finely dispersed sulfated zirconia on a support. However, the small clusters of sulfated zirconia strongly interact with the supports. This interaction essentially changes the electronic structure of sulfated zirconia and its properties allowing oxygen diffusion.
According to our recent data, the most active sulfated zirconia catalysts possess a large number of sites Zr3+, which interact with the adsorbed alkanes. Therefore, we believe the skeleton isomerization of alkanes to proceed via the radical but not acid-base mechanism. Oxygen thermal desorption data show that sites Zr3+ are indeed active in the skeleton isomerization reactions. These sites have a short life, but they are continuously generated at oxygen desorption.
The project aims at the synthesis of supported sulfated zirconia catalysts to be active in the skeleton isomerization of alkanes. Active sites on these catalysts will be investigated with various methods, and the role of radical mechanism in isomerization processes will be determined. With this regard we suggest the following programme:
Aluminium and titanium phosphates to be used as supports for sulfated zirconia clusters. Phosphates readily interact with zirconia, and their acid properties may be easily regulated (tailored), thus allowing regulating the acidity of supported sulfated zirconia. We are able to support 10 nm sulfated zirconia particles, and the thickness of surface coverage by zirconium ions may be varied from one to 20 layers.
Standard procedures will be used to test the synthesised catalysts activity in the skeleton isomerization of alkanes.
Acid properties of supports will be modified to determine their effect on catalysts performance.
EXAFS, WAXS (SR fir wavelength ~ 0.03 nm), Raman spectroscopy, NMR of P and S isotopes and HREM with EDX and EELS accessories will be used to investigate the structure, symmetry and conducting properties of active component.
Acidic properties of surface sites with coordination one or two will be studied with NMR and in situ FTIR using various probe molecules.
Selenated zirconia catalysts will also be synthesised for comparison to study surface species with in situ FTIR and Raman spectroscopies.
in situ ESR will be applied to investigate surface intermediates involved in Zr3+ reaction with alkanes.
Electrochemical methods will be used to reveal correlation between the lattice oxygen mobility and catalyst activity.
As a result of project implementation we shall elucidate
the role of radicals in the skeleton isomerization of alkanes;
the role of conducting properties of sulfated zirconia in this reaction;
the structure of active sites on the catalyst surface;
the actual mechanism of skeleton isomerization of alkanes on supported sulfated zirconia catalysts.
Champ scientifique (EuroSciVoc)
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Programme(s)
Programmes de financement pluriannuels qui définissent les priorités de l’UE en matière de recherche et d’innovation.
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Thème(s)
Les appels à propositions sont divisés en thèmes. Un thème définit un sujet ou un domaine spécifique dans le cadre duquel les candidats peuvent soumettre des propositions. La description d’un thème comprend sa portée spécifique et l’impact attendu du projet financé.
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Appel à propositions
Procédure par laquelle les candidats sont invités à soumettre des propositions de projet en vue de bénéficier d’un financement de l’UE.
Données non disponibles
Procédure par laquelle les candidats sont invités à soumettre des propositions de projet en vue de bénéficier d’un financement de l’UE.
Régime de financement
Régime de financement (ou «type d’action») à l’intérieur d’un programme présentant des caractéristiques communes. Le régime de financement précise le champ d’application de ce qui est financé, le taux de remboursement, les critères d’évaluation spécifiques pour bénéficier du financement et les formes simplifiées de couverture des coûts, telles que les montants forfaitaires.
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Données non disponibles
Coordinateur
L69 7ZD Liverpool
Royaume-Uni
Les coûts totaux encourus par l’organisation concernée pour participer au projet, y compris les coûts directs et indirects. Ce montant est un sous-ensemble du budget global du projet.