-
شماره ركورد
26621
-
پديد آورنده
عليرضا كورنگ بهشتي
-
عنوان
ساخت و ارزيابي نانوكاتاليستهاي مبتني بر كبالت و آهن در فرآيند هيدروليز سديم بوروهيدريد
-
مقطع تحصيلي
كارشناسي ارشد
-
رشته تحصيلي
مهندسي شيمي-ترموسينتيك و كاتاليست
-
سال تحصيل
1398
-
تاريخ دفاع
1401/02/31
-
استاد راهنما
دكتر مهران رضايي و دكتر سيد مهدي علوي املشي
-
دانشكده
مهندسي شيمي، نفت و گاز
-
چكيده
هيدروليز سديم بوروهيدريد، از روشهاي جديد و پاك براي توليد هيدروژن ميباشد كه اخيراً موردتوجه محققان جهان قرارگرفته است. در اين پژوهش به توسعه كاتاليستهاي Co/CoFe2O4، Co و Co-Fe-B پرداختهشده است كه در فرآيند هيدروليز سديم بوروهيدريد و در شرايط محيط، عملكرد مناسبي از خود نشان دادند. اين پاياننامه شامل 3 بخش ميباشد. در بخش اول، نمونه فريت كبالت بهعنوان پايه كاتاليست از طريق روش مكانيكي-شيميايي سنتز شد و سپس ذرات كبالت بهعنوان جزء فعال با روش تلقيح مرطوب، بر روي پايه اضافه گرديده است. كاتاليزور با 5/7 درصد كبالت كه بر پايه فريت كبالت نشانده شده بود، بهترين عملكرد را از خود نشان داد و مقدار سطح ويژه آن برابر m2/g 95/8 بود. مقدار حداكثر سرعت توليد هيدروژن در دماي اتاق و انرژي فعالسازي براي اين كاتاليزور به ترتيب برابر ml/(min.gcat) 3/1646 و kJ/mol 2/57 بود. اين كاتاليزور، ساختار بلوري با شبكه بلوري مكعبي وجوهپر (FCC) داشت. همچنين اين كاتاليزور در 5 سيكل متوالي تحت آزمايش قرار گرفت و پايداري مناسبي را از خود نشان داد. در بخش دوم اين تحقيق، سنتز كاتاليستهاي كبالت خالص از طريق دو روش مكانيكي-شيميايي و احياي شيميايي و با استفاده از پيشمادههاي مختلف انجام شد و سپس براي ارزيابي فعاليت كاتاليزوري، تحت آزمايش قرار گرفتند. در بين اين دو روش، كاتاليستي كه از طريق روش احياي شيميايي و با استفاده از اولئيك اسيد، تهيه شده بود، فعاليت بالاتري به نسبت ديگر كاتاليستها از خود نشان داد. مقدار حداكثر سرعت توليد هيدروژن در دماي اتاق و انرژي فعالسازي براي اين كاتاليزور به ترتيب برابر، ml/(min.gcat) 7/3272 و kJ/mol 3/22 بود. اين كاتاليزور در 4 سيكل متوالي تحت آزمايش قرار گرفت و افت نرخ توليد هيدروژن مناسبي را از خود نشان داد. سپس آناليزهاي تعيين مشخصات روي تمام كاتاليستها انجام شد. طبق نتايج مشخص شد كه كاتاليستي كه از طريق روش احياي شيميايي و با استفاده از هيدرازين سنتز شده بود، كبالت كربونيل ميباشد كه داراي ساختار بلوري با شبكه بلوري ارترومبيك بود. در بخش سوم نيز كاتاليست Co-Fe-B در نسبتهاي مولي متفاوتي نسبت به كبالت و آهن، به روش احياي شيميايي سنتز شد. بعد از ارزيابي اين كاتاليزور مشخص شد كه نمونه Co-Fe-B با نسبت كبالت به آهن، 6:1 عملكرد مناسبتري را از خود نشان داد و مقدار حداكثر سرعت توليد هيدروژن در دماي اتاق و انرژي فعالسازي آن به ترتيب برابر ml/(min.gcat) 2/3846 و kJ/mol 45/19 بود. به¬علاوه ساختار اين كاتاليست بي¬شكل بود و در آزمايش هاي بازيافت كاتاليست، پايداري خوبي داشت.
-
تاريخ ورود اطلاعات
1401/03/28
-
عنوان به انگليسي
Preparation and evaluation of Cobalt and Iron based Nanocatalysts in Sodium Borohydride Hydrolysis Process
-
تاريخ بهره برداري
1/1/1900 12:00:00 AM
-
دانشجوي وارد كننده اطلاعات
عليرضا كورنك بهشتي
-
چكيده به لاتين
Sodium borohydride hydrolysis is one of the new and clean methods for hydrogen production that has recently been considered by researchers around the world. In this research, Co/CoFe2O4, Co and Co-Fe-B catalysts have been developed which showed good performance in environmental conditions and in the process of hydrolysis of sodium borohydride. The research of this collection was done in 3 sections. In the first part, cobalt ferrite catalyst was synthesized as the base of the catalyst through the mechanochemical method and then cobalt particles were added as the active sites by the wet impregnation method. The optimum active site in this catalyst was actually 7.5% cobalt, which was based on cobalt ferrite and its specific surface area was 8.95 m2/g. The maximum hydrogen generation rate at room temperature and activation energy for this catalyst were 1646.3 ml / (min.gcat) and 57.2 kJ/mol, respectively. This catalyst has a crystal structure with FCC crystal lattice. The catalyst was also tested in 5 consecutive cycles and showed good stability. In the second part of this study, pure cobalt catalysts were synthesized and tested by two methods, mechanochemical and chemical reduction, using different precursors. Between the two methods, the catalyst which were obtained through the chemical reduction method using oleic acid, showed a stronger activity. The maximum hydrogen generation rate at room temperature and the activation energy for this catalyst was 3272.7 ml / (min.gcat) and 22.3 kJ/mol, respectively. This catalyst was tested in 4 consecutive cycles and had an acceptable hydrogen generation rate. characterization analysis were then performed for all three catalysts. The results showed that the catalyst synthesized by the chemical reduction method using hydrazine is cobalt carbonyl and has a crystal structure with orthorhombic crystal lattice. In the third part, the Co-Fe-B catalyst was synthesized by the chemical reduction with different molar ratios of cobalt and iron. After evaluation of this catalyst, it was found that the optimal ratio of cobalt to iron was 6: 1, the maximum hydrogen generation rate at room temperature, and its activation energy were 3846.2 ml / (min.gcat) and 19.45 kJ/mol. The structure of this catalyst was amorphous and had good stability in catalyst recovery experiments.
-
كليدواژه هاي فارسي
هيدروليز سديم بوروهيدريد , سنتز كاتاليست كبالت خالص , سنتز كاتاليست مبتني بر كبالت و آهن , نانومواد
-
كليدواژه هاي لاتين
Sodium borohydride hydrolysis , synthesis of pure cobalt catalyst , synthesis of cobalt and iron based catalyst , nanomaterials
-
Author
alireza kourang beheshti
-
SuperVisor
prof. mehran rezaei and prof. seyyed mehdi alavi
-
لينک به اين مدرک :