Wykazano, iż katalityczne odwodornienie iC₄H₁₀ w obecności CO₂ może stanowić alternatywę dla obecnie stosowanych metod pozyskiwania izobutenu. Wyjściowe parametry procesu dobrano bazując na wynikach analizy termodynamicznej. Spośród katalizatorów tlenkowych osadzonych na krzemionce, pięciotlenek wanadu wybrano jako najbardziej aktywny tlenek w reakcji odwodornienia iC₄H₁₀ w obecności CO₂. Dalsze badania obejmowały optymalizację składu katalizatora poprzez dobór nośnika, masy V₂O₅, sposobu preparatyki i efektu wprowadzenia domieszek kationów metali. Najbardziej aktywny okazał się tlenek wanadu naniesiony na powierzchnię węgla aktywnego, dla którego konwersja alkanu w obecności CO₂ wyniosła 55% przy selektywności 80%, jednak ze względu na charakter nośnika, do dalszych badań nad rolą CO₂ w procesie odwodornienia iC₄H₁0 użyto kontaktów VMgOx. Oba katalizatory pozwoliły zaobserwować promujący wpływ CO₂ na stopień konwersji iC₄H₁₀ w porównaniu z reakcją w helu. Testy prowadzono metodą ciągłą oraz impulsową, badano masę powstającego depozytu węglowego, a także możliwość regeneracji zdezaktywowanego kontaktu w strumieniu CO₂ oraz O₂. Wyniki uzupełniono o charakterystykę fizykochemiczną katalizatorów (oznaczenia XRD, IR, SBET, EPR, UV-VIS, TPR, TPD, testowa reakcja rozkładu 2-proanolu, miareczkowania redoks). Stwierdzono, iż orto-Mg₃(VO₄)₂ wykazuje najwyższą aktywność oraz powinowactwo do izobutanu spośród wszystkich faz V-Mg-O. Podstawową rolą CO₂ jest jego udział w reakcji RWGS.
It was shown that the catalytic dehydrogenation of iC₄H₁₀ in the presence of CO₂ might be considered as an alternative method of obtaining isobutene. An initial process conditions were adjusted on the basis of thermodynamic calculations. Among various silica supported catalysts, vanadium oxide was chosen as the most active metal oxide in the iC₄H₁₀ dehydrogenation reaction in the presence of CO₂. Optimization of the catalyst composition (i.e. type of support, V₂O₅ loading, effect of doping with metal cations), as well as method of the catalyst preparation were investigated at further experiments. The most active was active carbon supported vanadium oxide catalyst as the alkane conversion and selectivity to iC₄H₈ in the presence of CO₂ were 55% and 80% respectively. However, the specific character of the support caused that further investigations were carried out over VMgOx catalysts. The both catalysts allowed observing the positive effect of CO₂, i.e. the promotion of iC₄H₁₀conversion in comparison to the process under helium. The continuous-flow and pulse techniques were applied in the catalytic tests. Moreover, the coke deposition was investigated, as well as the possibility of the catalyst regeneration in CO₂ and O₂ stream. Comparison of these data with the study of physicochemical properties of catalysts (i.e., XRD, IR, SBET, ESR, UV-VIS, TPR, TPD, the results of 2-propanol decomposition test reaction and redox titration tests) showed that orto-Mg₃(VO₄)₂ was the most active phase. The basic role of CO₂ in the process was its participation in RWGS reaction.
