بررسی رابطۀ ساختار- عملکرد کاتالیست NiO-La2O3/DMSN در فرایند متان‌سازی CO2

نویسندگان

1 استادیار شیمی فیزیک، دانشگاه صنعت نفت

2 دانشجوی دکتری مهندسی شیمی، دانشگاه رازی

3 استاد مهندسی شیمی، دانشگاه رازی

doi
10.22034/ijche.2023.386026.1291
چکیده

کاتالیست جدید و بسیار فعال NiO-La2O3/DMSN بااستفاده‌از دو روش تشکیل کمپلکس با سیترات (C) و تلقیح تر (I) آماده و عملکرد آن‌ در فرایند متان‌سازی کربن‌دی‌اکسید، مقایسه و بررسی شد. آنالیزهای XRD،N2 adsorption -desorption ، FESEM، EDX و Elemental-mapping برای بررسی خواص فیزیکی- شیمیایی ترکیبات سنتزشده به‌کار گرفته شد. نتایج آنالیز XRD نشان داد که اندازۀ بلور‌های به‌دست‌آمده با روش (C) کمتر از نصف اندازۀ به‌دست‌آمده در روش (I) است. هم‌چنین، عملکرد کاتالیستNiO-La2O3/DMSN(C) در محدودۀ دمایی مورد بررسی به‌طور چشم‌گیری بهتر از کاتالیست                        NiO-La2O3/DMSN(I) بود و در دمای C° 400 به حداکثر میزان تبدیل CO2 با مقدار 6/78% و گزینش‌پذیری 35/96% رسید. روش (C) با تقویت برهم‌کنش بین +3La و +2Ni، سبب ایجاد پراکندگی بالای نانوذرات با اندازۀ بسیار کوچک عمدتاً در درون حفره‌های پایه می‌شود و درنتیجه بهبود تبدیل CO2 و گزینش‌پذیری CH4 می‌شود. به‌علاوه، بارگذاری NiO-La2O3 برروی DMSN با روش (C) نسبت‌به پایه‌های به‌کار رفته در سایر مقالات (نظیر MCF و CeO2) در شرایط مشابه عملیاتی، سبب عملکرد بالاتر شده‌است. این نتایج حاکی از اثر قابل‌توجه ساختار منحصربه‌فرد DMSN و نیز روش سنتز بر روی بهبود عملکرد کاتالیست است.