ľ¹Ï¸£ÀûÓ°ÊÓ

Heterogene katalyse is een essentiële technologie voor de productie van brandstoffen en chemicaliën. Naar verwachting zal de vraag naar fossiele brandstoffen, en in het bijzonder vloeibare brandstoffen voor transport, de komende jaren toenemen terwijl restricties op CO2-emmissies waarschijnlijk de productie zullen beperken. Het zogenaamde ‘gas-to-liquids’ (GTL) proces heeft de potentie om de netto CO2-voetafdruk van vloeibare brandstoffen te reduceren en ultraschone brandstoffen te produceren. De Fischer-Tropschsynthese (FT), d.w.z. de gekatalyseerde omzetting van CO en H2 tot lange koolwaterstofketens, is een belangrijke component van GTL. Kobaltdeeltjes van enkele nanometers op een dragermateriaal worden gebruikt als katalysator voor FT en de structuur van de nanodeeltjes kan hun katalytische prestaties sterk beïnvloeden.

Dit proefschrift beschrijft onderzoek naar een gecontroleerde bereidingsmethode van katalysatoren, om zo beter de structuur van de kobaltdeeltjes aan hun katalytische prestaties te kunnen relateren. De onderzochte methode voor synthese van modelkatalystoren is een zogeheten colloïdale synthese van de kobaltdeeltjes in een oplossing, gevolgd door afzetting van de kobaltdeeltjes op een drager. Door de deeltjessynthese en afzetting afzonderlijk uit te voeren, kan de structuur van de deeltjes in hoge mate gecontroleerd worden. Ter vergelijking, traditioneel gezien worden kobaltdeeltjes direct gevormd op het dragermateriaal, wat minder controle over de deeltjesstructuur oplevert. Enkele belangrijke bevindingen zijn een methode om kobaltdeeltjes af te zetten en volledig te activeren, sterke effecten van drager- en kobaltdeeltjesgrootte op de deeltjesstabiliteit en katalyse, verminderde activiteit van schijfvormige t.o.v. sferische kobaltnanokristallen en een methode om zogeheten sterke metaal-dragerinteracties te kunnen controleren, waarbij het kobalt-specifiek oppervlak en de activiteit verdubbelden.