Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe Ein Projektträger des Bundesministeriums für Ernährung und Landwirtschaft

 

Projektverzeichnis - Details

Verbundvorhaben: Katalytische Selektivoxidation von Detergentien; Teilvorhaben 1: Katalysatorentwicklung

Anschrift
Johann Heinrich von Thünen-Institut Bundesforschungsinstitut für Ländliche Räume, Wald und Fischerei - Institut für Agrartechnologie
Bundesallee 47
38116 Braunschweig
Kontakt
Dr. Ulf Prüße
Tel: +49 531 596-4270
E-Mail: ulf.pruesse@thuenen.de
FKZ
22022607
Anfang
01.04.2008
Ende
30.06.2011
Ergebnisdarstellung
Das Gesamtprojekt wurde als Verbundprojekt der Projektpartner Johann Heinrich von Thünen-Institut (vTI) und der Clariant Produkte (Deutschland) GmbH (Clariant) durchgeführt. Im Rahmen des Projektes wurde ein Katalysatorsystem entwickelt, das für verschiedene Polyethylenglykole und Fettalkoholethoxylate eine hochselektive Oxidation mit sehr guter Aktivität bei einer hinreichenden Langzeitstabilität im Prinzip erlaubt. Das betreffende Katalysatorsystem besteht aus Gold-Platin-Trägerkatalysatoren, die mit sehr hoher Aktivität sowie praktisch vollständiger Selektivität und hinreichender Langzeitstabilität verschiedene Polyethylenglykole und Fettalkoholethoxylate zu den korrespondierenden Carbonsäuren oxidieren. Im Verbundvorhaben wurde mit einer sogenannten Nassimprägnierungsmethode ein Verfahren zur Herstellung dieser Katalysatorsysteme entwickelt. Bei der Entwicklung des Katalysatorsystems wurde eine weitestgehende Unterbindung des zuvor aufgetretenen Metallleachings durch Wahl von Ceroxid als Trägermaterial optimal gelöst. Die entwickelten geträgerten Katalysatorsysteme wurden in einem Trickle-Bed-Reaktor erfolgreich zur kontinuierlichen Oxidation verschiedener Polyethylenglykole und Fettalkoholethoxylate eingesetzt. Im Projekt wurden zwei verschiedene Typen von Edelstahldruckreaktoren verwendet. Ein System welches nur am vTI verwendet wurde, sowie ein zweites System, welches praktisch baugleich am vTI und bei Clariant verwendet wurde. In dem am vTI verwendeten Edelstahldruckreaktor wurden die Oxidationen unter Sauerstoffüberdruck durchgeführt. Bei der Firma Clariant fanden außerdem die Anwendungsuntersuchungen der hergestellten Oxidationsprodukte und Untersuchungen zur Übertragbarkeit des entwickelten Katalysator- und Reaktionssystems auf andere Tensidklassen statt. Es wurde festgestellt, dass das entwickelte Katalysator- und Reaktionssystem im Prinzip zur Herstellung verschiedener Detergentien auf Basis nachwachsender Rohstoffe eingesetzt werden könnte.
Aufgabenbeschreibung
Ziel dieses Projektes ist es zu prüfen, inwieweit bestimmte Detergentienklassen durch innovative ressourcen- und umweltschonende katalytische Oxidationsverfahren mit Gold-basierten Katalysatoren hergestellt werden können. Alle relevanten Parameter sollen zunächst an einem Modellsystem studiert werden und anschließend auf andere Detergentienklassen übertragen werden, um eine Basistechnologie zur Selektivoxidation von Detergentien zu schaffen. Durch Variation der Substrate sollen Erkenntnisse zur Aktivität, Selektivität und Langzeitstabilität der Katalysatoren erlangt werden, die durch systematische Variationen (Trägermaterial, Metalle und Metallkombinationen, Katalysatorpräparation) optimiert werden sollen. Rückkopplungen werden durch Charakterisierungsmethoden (TPR, Chemisorption, ICP, TEM, XPS) erhalten. Die reaktionstechnische Optimierung soll in batch und kontinuierlichen Reaktoren erfolgen. Anwendungstechnische Untersuchungen der Produkte sollen die Qualität des Herstellungsprozesses erhöhen. Im Erfolgsfall steht eine neue Basistechnologie zur ressourcen- und umweltschonenden sowie wirtschaftlichen Herstellung von Detergentien aus nachwachsenden Rohstoffen zur Verfügung.

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