16866

16866

ساخت نانوكاتاليست Mo/N-CNT جهت حذف سولفيد هيدروژن از جريان‌هاي گازي

كارشناسي ارشد

نانومواد (نانوفناوري)

آذر 1395

دكتر حسين بنا - دكتر علميراد رشيدي

فناوري هاي نوين

در اين تحقيق نانوكاتاليست بدون فلز نانولوله كربني دوپ شده با نيتروژن (N-CNT) و همچنين نانوكاتاليست تركيبي Mo/N-CNT جهت به كارگيري در فرايند اكسيداسيون انتخابي سولفيد هيدروژن به گوگرد عنصري به ترتيب با استفاده از روش رسوب‌دهي شيميايي بخار (CVD) و اشباع سازي سنتز شدند. پارامتر متغير در سنتز N-CNTها نسبت اوره به كافور بوده است كه موجب تغيير درصد نيتروژن در نمونه مي‌گردد. در مشخصه‌يابي از آناليزهاي FT-IR، FE-SEM، BET، CHNOS و XRD استفاده شده است. تست‌هاي راكتوري در راكتور بستر ثابت داراي 3000 ppm سولفيد هيدروژن، 1500 ppm اكسيژن و جريان كلي 200 ميلي‌ليتر بر دقيقه كه با استفاده از نيتروژن رقيق مي‌گردد و در دماهاي 190، 210 و oC230 انجام شد. نتايج نشان مي‌دهند كه در نمونه N-CNT بهينه، درصد تبديل برابر با 97، 99 و 99% و انتخاب پذيري 89، 86 و 73% بدست آمد كه اين نتايج نسبت به نانولوله كربني كه فعاليت ناچيزي داشته است، بهبود قابل‌توجهي را نشان مي‌دهد. در ادامه تركيب بهينۀ N-CNT با استفاده از 5، 10 و 15% موليبدن اشباع سازي شد كه نتايج حاصل از آن نشان مي‌دهند درصد تبديل در اين كاتاليست‌ها افزايش يافته و به 100% رسيده است. افزودن موليبدن در دماهاي 190 و 210oC موجب كاهش انتخاب پذيري شده است اما در دماي 230oC انتخاب پذيري برابر با 89% را ايجاد كرده است. بنابراين ضعف نانولوله كربني دوپ شده با نيتروژن كه انتخاب پذيري ضعيف در دماهاي نسبتاً بالا است، از طريق اشباع سازي با موليبدن حل شده است.

1395/12/14

9/22/2017 12:00:00 AM

In this research, Nitrogen doped Carbon Nanotube (N-CNT) as metal free nanocatalyst an​d Mo/N-CNT as hybrid nanocatalyst were synthesized for selective oxidation of Hydrogen Sulfide to elemental Sulfur through Chemical Vapor Deposition (CVD) an​d Incipient Wetness Impregnation, respectively. The variable parameter in preparing N-CNTs, was Urea to Camphor ratio which changes the Nitrogen loading of N-CNT. The FT-IR, FE-SEM, BET, CHNOS, an​d XRD techniques were employed for characterizing the samples. H2S reaction tests were performed in Fixed Bed Reactor at 190, 210, an​d 230°C with 3000 ppm H2S, 1500 ppm O2, an​d total flow of 200 mL/min which was diluted by Nitrogen. The results showed that for the optimum N-CNT, H2S conversion of 97, 99, an​d 100 an​d selectivity toward elemental sulfur as 89, 86, an​d 73% are obtained at 190, 210, an​d 230°C, respectively, which are considerably better than those of the pristine CNT. In following, the optimum N-CNT sample was impregnated by using 5, 10, an​d 15 wt.% Molybdenum which enhanced the H2S conversion up to 100%. Mo addition reduced the selectivity at 190 an​d 210°C an​d enhanced it at 230°C up to 89%. Therefore, the drawback of Carbon-based catalysts at relatively higher temperature is solved through impregnation by Molybdenum.