9961

9961

بررسي تأثير پايه¬هاي مختلف بر فعاليت كاتاليست نيكل در واكنش انتقال آب-گاز

دريافت درجه كارشناسي ارشد

شيمي گرايش ترموديناميك و سينتيك

بهمن ماه 1390

بهمن ماه 1390

دكتر سيد مهدي علوي املشي

چكيده واكنش انتقال آب-گاز يك واكنش گرمازاست كه براي غني سازي هيدروژن و كاهش ميزان CO در گاز سنتز استفاده مي‌شود. در اين تحقيق در مرحله اول به بررسي تأثير كاتاليست نيكل با پايه¬هاي TiO2, Al2O3, CeO2, ZrO2، SiO2 بر ميزان تبديل مونوكسيد كربن و توليد دي¬اكسيد كربن پرداخته شده است. در مرحله دوم تأثير پايه¬هاي 2 تايي CexZr1-xO2(x=0, 0.25, 0.5, 0.75, 1) بر ميزان فعاليت و پايداري كاتاليست نيكل مطالعه شده است. در هر دو مرحله، نيكل با روش تلقيح مرطوب به پايه¬ها اضافه شده است. در مرحله دوم، پايه هاي 2 تايي با روش هم-رسوب گيري ساخته شدند. به منظور بررسي ساختار و مورفولوژي كاتاليست¬هاي ساخته شده، آزمايش¬هاي XRD ، SEM و BET انجام شده است. آزمايش¬هاي راكتوري در راكتور لوله¬اي (از جنس كوارتز) انجام گرفت. شدت جريان كل برابر با 300 ميلي¬ليتر بر دقيقه در نظر گرفته شد و 150 ميلي¬گرم كاتاليست در داخل راكتور بارگذاري گرديد. كارايي كاتاليست¬ها در محدوده¬ي دمايي 500-300 درجه سانتي‌گراد و با نسبت خوراك¬هاي (بخار آب به مونوكسيد كربن) 1،2، و 4 مورد مطالعه قرار گرفت. همچنين آزمايش پايداري كاتاليست¬ها به مدت 570 دقيقه انجام شده است. نتايج آزمايش‌ها نشان مي‌دهند كه در هر دو مرحله كاتاليست¬هاي ساخته شده، بالاترين فعاليت در دماي 450 درجه سانتي‌گراد رخ مي‌دهد. در مرحله اول، با توجه به ظرفيت بالاي ذخيره¬سازي اكسيژن اكسيد سريم، بالاترين تبديل CO و گزينش پذيري CO2، مربوط به كاتاليست Ni/CeO2 مي¬باشد. مقدار بهينه بارگذاري نيكل، 13% وزني كاتاليست مي‌باشد. با افزايش نسبت خوراك، ميزان فعاليت افزايش مي‌يابد. در مرحله دوم، با توجه به افزايش خاصيت احيا پذيري اكسيد سريم و كاهش سايز كريستالي با افزودن ZrO2به اكسيد سريم، كاتاليست-هاي در x≥0.5 ، ميزان فعاليت و پايداري بيش¬تري نسبت به Ni/ZrO2 و Ni/CeO2 دارند. واژه‌هاي كليدي: واكنش انتقال آب-گاز، كاتاليست نيكل، ميزان تبديل مونوكسيد كربن، پايه¬ دوتايي اكسيد سريم و اكسيد زيركونيوم