Kinetic Investigation on Selective CO2 Hydrogenation to Formic Acid over Rhodium Hydrotalcite (Rh-HT) Catalyst

Capa
  • Autores: Maru M.S.1,2, Ram S.1,3, Shukla R.S.1,3
  • Afiliações:
    1. Inorganic Materials and Catalysis Division, Council of Scientific and Industrial Research (CSIR), Central Salt and Marine Chemicals Research Institute
    2. Department of Chemical Sciences, P.D. Patel Institute of Applied Sciences – PDPIAS, Charotar University of Science and Technology
    3. Academy of Scientific and Innovative Research (AcSIR), Council of Scientific and Industrial Research (CSIR), Central Salt and Marine Chemicals Research Institute
  • Edição: Volume 64, Nº 3 (2023)
  • Páginas: 305-306
  • Seção: ARTICLES
  • URL: https://ogarev-online.ru/0453-8811/article/view/136998
  • DOI: https://doi.org/10.31857/S0453881123030061
  • ID: 136998

Citar

Texto integral

Acesso aberto Acesso aberto
Acesso é fechado Acesso está concedido
Acesso é fechado Somente assinantes

Resumo

Abstract—

A heterogeneous catalyst, rhodium hydrotalcite (Rh-HT), was synthesized, characterized, and explored for kinetic studies for the hydrogenation of CO2 to formic acid using molecular hydrogen in an autoclave. The catalyst was efficient for the selective formation of formic acid at a moderate temperature with up to 5 catalytic cycles without any significant loss in catalytic activity. The detailed kinetic investigations were performed by determining the rate of formic acid formation as a function of time, catalyst amount, total pressure, partial pressure of CO2, partial pressure of H2, reaction volume, v/v ratio of the mixed solvent of methanol and water, agitation speed, and temperature in a wide range of variation. The rates were found to be dependent on all these parameters. The formic acid formation rate followed the first-order kinetics with respect to the partial pressures of CO2 and H2, and catalyst amount. The best reaction conditions obtained from the kinetic parametric optimisation were, 50 bar total pressure (1/1 p/p, CO2 and H2); 60°C temperature; a mixture of methanol:water solvent (5/1 v/v, 60 mL); 24 h time; and 500 rpm agitation speed to get a TON of 15840 for formic acid with no additional base. The thermodynamic performance of the heterogeneous catalyst Rh-HT was appreciably associated with highly negative entropy. The performance of the catalyst was effectively enhanced by the mixture of water and methanol as a solvent. The mechanistic routes for CO2 hydrogenation to formic acid are proposed and discussed based on the kinetic and experimental observations involving the role of the molecular effect of water used in the solvent.

Sobre autores

Minaxi Maru

Inorganic Materials and Catalysis Division, Council of Scientific and Industrial Research (CSIR), Central Salt and Marine Chemicals Research Institute; Department of Chemical Sciences, P.D. Patel Institute of Applied Sciences – PDPIAS,
Charotar University of Science and Technology

Autor responsável pela correspondência
Email: dr.maru139@gmail.com
India, 364 002, Bhavnagar, G.B. Marg; India, 388 421, Changa, Anand, Gujarat

Sanwala Ram

Inorganic Materials and Catalysis Division, Council of Scientific and Industrial Research (CSIR), Central Salt and Marine Chemicals Research Institute; Academy of Scientific and Innovative Research (AcSIR), Council of Scientific and Industrial Research (CSIR), Central Salt and Marine Chemicals Research Institute

Email: dr.maru139@gmail.com
India, 364 002, Bhavnagar, G.B. Marg; India, 364 002, Bhavnagar, G.B. Marg

Ram Shukla

Inorganic Materials and Catalysis Division, Council of Scientific and Industrial Research (CSIR), Central Salt and Marine Chemicals Research Institute; Academy of Scientific and Innovative Research (AcSIR), Council of Scientific and Industrial Research (CSIR), Central Salt and Marine Chemicals Research Institute

Email: dr.maru139@gmail.com
India, 364 002, Bhavnagar, G.B. Marg; India, 364 002, Bhavnagar, G.B. Marg

Arquivos suplementares

Arquivos suplementares
Ação
1. JATS XML


Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».