تهیه نانوکاتالیست Cr/MCM-41 به روش آب گرمایی یک مرحله‌ای و بررسی فعالیت کاتالیستی آن در هیدروژن گیری از اتان به اتیلن در حضور کربن دی‌اکسید

در این مقاله تأثیر روش هیدروترمال یک مرحله‌ای در سنتز نانوکاتالیست Cr(8%)/MCM-41 به‌منظور استفاده در فرایند هیدروژن‌گیری اکسایشی تبدیل اتان به اتیلن در حضور کربن دی‌اکسید مطالعه و نتیجه‌های به‌دست ‌آمده با روش سنتز تلقیح مقایسه شد. برای بررسی ویژگی‌های فیزیکی- شیمیایی نانوکاتالیست‌ها، از روش‌های XRD ،BET ،FESEM ،FT-IR و EDX استفاده شد. الگوهای XRD تشکیل فازهای بلوری MCM-41 و Cr2O3 را اثبات کرد. بررسی تصویرهای FESEM ذرات یکنواخت و کوچک در مقیاس نانومتری و توزیع اندازه‌ی ذرات باریکی را بر روی سطح کاتالیست‌ها نشان داد. نتیجه‌های به‌دست ‌آمده از تجزیه‌ی EDX نشان داد در اثر به‌کارگیری روش آب گرمایی مستقیم، فاز فعال کروم به‌طور یکنواخت روی سطح کاتالیست پخش شده است. بر اساس نتیجه‌های به‌دست ‌آمده روش آب گرمایی یک مرحله‌ای باعث سنتز کاتالیستی با اندازه‌ی ذرات کوچک‌تر و یکنواخت‌تر در راستای بهبود ویژگی جذب و پخش شوندگی بیش‌تر نسبت به نمونه‌ی به‌دست ‌آمده از روش تلقیح شد. هم‌چنین نانوکاتالیست‌ها در فشار اتمسفری و گستره دمایی 550 تا C°700 با ترکیب خوراک 10% اتان، 50% کربن دی‌اکسید و 40% نیتروژن در یک سامانه آزمایشگاهی مورد ارزیابی قرار گرفتند. نانوکاتالیست‌های سنتز شده به روش آب گرمایی یک مرحله‌ای فعالیت کاتالیستی معقول و پایداری را حتی پس از گذشت ده ساعت با بازده و انتخاب‌پذیری نسبت به اتیلن به ترتیب برابر با 42% و 97% در دمای C°700 از خود نشان داد. این نمونه انتخاب‌پذیری بهتر و بازده قابل‌رقابتی با نمونه‌ی سنتز شده به روش تلقیح از خود نشان داد.