ساخت و ارزيابي كاتاليستهاي نانوساختار اكسيد نيكل- اكسيد منيزيم و بررسي تأثير ارتقادهندههاي اكسيد مس و اكسيد كروم در فرآيند تجزيه ترموكاتاليستي متان

كارشناسي ارشد

امروزه قسمت اعظم نياز به انرژي از طريق سوزاندن سوختهاي فسيلي تأمين ميشود كه مقادير زيادي از گازهاي گلخانهاي به خصوص كربن دياكسيد و ساير گازهاي خطرناك را به اتمسفر آزاد ميكند. براي كاهش مقادير گازهاي گلخانهاي و كاهش گرمايش جهاني، هيدروژن به عنوان يك حامل انرژي مناسب ميباشد. روشهاي مختلفي براي توليد هيدروژن وجود دارد، در بين اين روشها تجزيه كاتاليستي متان يكي از فرآيندهاي توليد هيدروژن بدون كربن دياكسيد ميباشد كه تنها محصول گازي آن هيدروژن است. در اين پژوهش كاتاليست مورد نظر جهت انجام تستهاي فرآيندي تركيبي از اكسيد نيكل و اكسيد منيزيم ميباشد. فلز نيكل به دليل داشتن مزايايي از قبيل در دسترس بودن، قيمت پايين، فعاليت بهتر و پايداري بيشتر به عنوان فاز فعال و اكسيد منيزيم نيز به دليل پايداري بالاي آن در برابر ايجاد كك مورد استفاده قرار گرفت. در ابتدا كاتاليستهاي NiO-MgO با درصدهاي وزني 20، 30، 40 و 50 نيكل با استفاده از روش مكانيكي- شيميايي سنتز و عملكرد و پايداري آن مورد بررسي قرار گرفت كه كاتاليست 50NiO-MgO با تبديل 40% به عنوان نمونه بهينه انتخاب شد و تأثير شرايط عملياتي فرآيند از قبيل نسبت خوراك، سرعت فضايي و همچنين تأثير دماي كلسيناسيون بر روي آن مورد بررسي قرار گرفت. يكي از چالشهاي اصلي اين فرآيند غيرفعال شدن كاتاليستها در اثر رسوب كربن بر روي سايتهاي فعال كاتاليست ميباشد كه براي حل اين مشكل از ارتقادهندهها استفاده ميشود. در بخش بعدي اين پژوهش به بررسي اثر ارتقادهندههاي مس و كروم در اين فرآيند پرداخته شد. براي اين كار كاتاليست بهينه 50NiO-MgO با بارگذاري مختلف 5، 10 و 15 درصد وزني از فلزات مس و كروم با استفاده از روش مكانيكي- شيميايي سنتز شدند و عملكرد و پايداريشان مورد بررسي قرار گرفت كه در بين اين نمونهها كاتاليست 50NiO-MgO-15Cr2O3 بهترين عملكرد را با تبديل 64% داشت.

196576

دانشگاه علم و صنعت ايران

مهندسي شيمي

دكتر سيدمهدي علوي و دكتر مهران رضايي