Selective oxidation of methane in sulfuric acid

  • The platinum catalyzed oxidation of methane to methyl bisulfate in \(H_{2}O/H_{2}SO_{4}/SO_{3}\) was investigated. This reaction is part of the Periana/Catalytica system which is due to the high selectivity promising for the direct conversion of methane. Pt(II) modified nitrogen containing carbon materials catalyze this reaction, but partially show undesired stability properties, in particular carbon corrosion and leaching of platinum species. Potassium tetrachloroplatinate, a possible model compound for leached species, showed high activity, selectivity, and stability. This is due to the common belief unexpected. Thus, the influence of sulfur trioxide, catalyst, and additive concentration on the performance of molecular catalysts was investigated. The measured activities are likely the highest, reported for the selective oxidation of methane, and exceed hitherto publications by orders of magnitude.
  • Die platinkatalysierte Oxidation von Methan zu Methylbisulfat in \(H_{2}O/H_{2}SO_{4}/SO_{3}\) wurde untersucht. Diese Reaktion ist Teil des Periana/Catalytica Systems, das aufgrund der hohen Selektivität vielversprechend für die direkte Umsetzung von Methan ist. Pt(II)-modifizierte stickstoffhaltige Kohlenstoffmaterialien katalysieren diese Reaktion, zeigen aber teilweise ein unerwünschtes Stabilitätsverhalten, insbesondere Kohlenstoffkorrosion und Auslaugung von Platinspezies. Kaliumtetrachloroplatinat, eine mögliche Modellverbindung für ausgelaugte Spezies, zeigte hohe Aktivität, Selektivität und Stabilität. Da dies aufgrund der vorherrschenden Meinung unerwartet ist, wurde der Einfluss von Schwefeltrioxid, Katalysator und Additivkonzentration auf die Leistung molekularer Katalysatoren untersucht. Die gemessenen Aktivitäten, sind wahrscheinlich die höchsten, die für die selektive Oxidation von Methan berichtet wurden, und übertreffen bisherige Veröffentlichungen um Größenordnungen.

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Metadaten
Author:Tobias ZimmermannGND
URN:urn:nbn:de:hbz:294-48165
Subtitle (English):Understanding and improving catalyst activity, stability, and selectivity in the periana system
Referee:Ferdi SchüthGND, Roland A. FischerGND
Document Type:Doctoral Thesis
Language:English
Date of Publication (online):2016/04/28
Date of first Publication:2016/04/28
Publishing Institution:Ruhr-Universität Bochum, Universitätsbibliothek
Granting Institution:Ruhr-Universität Bochum, Fakultät für Chemie und Biochemie
Date of final exam:2015/12/09
Creating Corporation:Fakultät für Chemie und Biochemie
Tag:Methan
GND-Keyword:Funktionalisierung (Chemie); Oxidation; Homogene Katalyse; Heterogene Katalyse; Aktivierung (Chemie)
Dewey Decimal Classification:Naturwissenschaften und Mathematik / Chemie, Kristallographie, Mineralogie
Licence (German):License LogoKeine Creative Commons Lizenz - es gelten der Veröffentlichungsvertrag und das deutsche Urheberrecht