• شماره ركورد
    34585
  • پديد آورنده

    محمدعلي چاجي

  • عنوان
    ساخت و ارزيابي نانو پودر اسپينل آلومينات منيزيم و كاربرد آن در ريفرمينگ خشك متان
  • مقطع تحصيلي
    كارشناسي ارشد
  • رشته تحصيلي
    مهندسي شيمي
  • سال تحصيل
    1401
  • تاريخ دفاع
    1404/07/30
  • استاد راهنما
    دكتر مهران رضايي و دكتر سيد مهدي علوي املشي
  • استاد مشاور
    ندارد
  • دانشكده
    مهندسي شيمي
  • چكيده
    ريفرمينگ ريفرمينگ خشك متان (DRM) به‌عنوان روشي براي تبديل هم‌زمان متان (CH₄) و دي‌اكسيد كربن (CO₂) به گاز سنتز، از اهميت صنعتي و زيست‌محيطي برخوردار است. تشكيل كك و غيرفعال شدن كاتاليست‌ها چالش‌هاي اصلي اين فرايند هستند. اين پژوهش با هدف بهبود فعاليت و پايداري كاتاليست نيكل بر پايه اسپينل آلومينات منيزيم (Ni/MgAl₂O₄) انجام شده است. پايه كاتاليست با روش مكانيكي-شيميايي و فاز نيكل با روش تلقيح مرطوب سنتز گرديد. نيكل به دليل فعاليت ذاتي بالا و هزينه پايين انتخاب شد. بارگذاري‌هاي نيكل (5 تا 15 درصد وزني) بررسي شدند و 5/12 درصد وزني با تبديل متان 3%/74 و پايداري 10 ساعته با عفت فعاليت %3 به‌عنوان مقدار بهينه تعيين گرديد. اين كاتاليست تحت شرايط عملياتي (سرعت فضايي گازml/(h.gr) 18000 و نسبت خوراك 1=CO2/CH4) ارزيابي شد. افزودن اكسيد باريوم (1 تا 10 درصد وزني) بررسي گرديد و 3 درصد وزني باريوم بهترين پايداري را ارائه داده است. تحليل TPR جابه‌جايي قله‌هاي احيايي به دماهاي پايين‌تر (حدود °C760) را تأييد كرده است و داده‌هاي TPO كاهش تشكيل كك را نشان داده است. مشخصات ساختاري كاتاليست بهينه (12.5Ni/3BaO-MgAl₂O₄) شامل اندازه كريستاليتnm 8/11، سطح ويژه m²/g 1/79، حجم حفرات cm³/g 474/0 و ميانگين اندازه حفرات nm 5/10 بوده است. آزمون‌هاي راكتوري در بازه °C550 -700 انجام شدند و در °C 700، تبديل متان %5/77 و دي‌اكسيد كربن %2/79 به‌دست آمده است. در آزمون پايداري 10 ساعته، افت فعاليت %8/0 بوده است. دماي كلسيناسيون °C 650 اتصال فلز-پايه را بهبود بخشيده است. افزودن 3 درصد وزني باريوم و كلسيناسيون در °C 650، فعاليت و پايداري را به‌طور قابل‌توجهي افزايش داده است. بررسي پايداري در شرايط صنعتي پيشنهاد مي‌شود.
  • تاريخ ورود اطلاعات
    1404/11/29
  • عنوان به انگليسي
    Manufacturing an‎d eva‎luation of magnesium spinel aluminate nano powder an‎d its application in methane dry reforming
  • تاريخ بهره برداري
    10/23/2025 12:00:00 AM
  • دانشجوي وارد كننده اطلاعات

    محمدعلي چاجي

  • چكيده به لاتين
    Dry reforming of methane, as a route for the simultaneous conversion of CH₄ an‎d CO₂ to syngas, has industrial an‎d environmental significance; nevertheless, catalyst stability an‎d carbon deposition remain major challenges in this process. This study has been conducted to enhance the activity an‎d stability of the MgAl₂O₄ spinel support an‎d to reduce coking. Given its suitable intrinsic activity in DRM, lower cost compared with noble metals, an‎d industrial availability, nickel oxide was selec‎ted as the active phase. In the first step, various nickel oxide loadings were eva‎luated in terms of activity an‎d stability, an‎d a loading of 12.5 wt.% was determined as the optimum. Subsequently, to improve performance, barium oxide was added to the catalyst. TPR results have shown a shift of reduction peaks to lower temperatures, an‎d TPO data have confirmed a marked decrease in coke formation compared with the sample without barium oxide. Reactor tests were carried out over the temperature range of 550–700 °C, an‎d at 700 °C under the test conditions, the methane conversion was about 78% an‎d the carbon dioxide conversion was about 79%. In a 10-hour stability test, the activity dro‎p was 3% for the barium-free sample an‎d 1% for the Ba-promoted sample. Examination of calcination temperature in the 550–650 °C range has shown that the specific surface area decreases by approximately 30% an‎d the metal–support adhesion has improved. In summary, the results indicate that adding 3 wt.% barium an‎d selec‎ting an appropriate calcination temperature (650 °C) have jointly improved activity, stability, an‎d resistance to coke formation in the Ni/MgAl₂O₄ catalyst.
  • كليدواژه هاي فارسي
    ريفرمينگ خشك متان , گاز سنتز , اكسيد نيكل , اسپينل MgAl₂O₄ , اكسيد باريوم
  • كليدواژه هاي لاتين
    Dry reforming of methane , Syngas , ، Nickel oxide (NiO) , Magnesium aluminate spinel (MgAl₂O₄) , Barium oxide (BaO)
  • Author
    mohammadali chaji
  • SuperVisor
    Dr.mehran rezaei