تهیه نانوکاتالیستهای فلزات نجیب وکاربرد آنها در فرآیند کاتالیستی اکسیداسیون جزئی متان

به منظور پیش بینی و بررسی نتایج آزمایش های کاتالیستی و بررسی شرایط عملیاتی (دما و نسبت خوراک)، آنالیز ترمودینامیکی بر روی فرایند اکسیداسیون جزئی متان صورت گرفته است. نتایج این مدلسازی نشان می دهند که بهترین شرایط در نسبت خوراک بین 4/0 تا 8/0 و محدوده دمایی k1000 تا k1100 است. از میان روش های بررسی شده برای تهیه آلومینات منیزیم به عنوان پایه کاتالیست، روش هم رسوبی به عنوان روش مناسبی جهت سنتز آلومینات منیزیم در مقیاس نانومتری و با مساحت سطحی ویژه بالا مورد استفاده قرار گرفت و سپس فرایند اکسیداسیون جزئی متان بر روی کاتالیست های فلزات نجیب (rh، ru، ir،pt، pd) با پایه آلومینات منیزیم پایدار شده برای تولید گاز سنتز مورد بررسی و مطالعه قرار گرفته است. برای تعیین مشخصات کاتالیست های تهیه شده، آزمایش های bet، xrd،sem ، tem، tpr، tph، tpd و جذب شیمیایی سولفید هیدروژن انجام شده است. آنالیز جذب شیمیایی سولفید هیدروژن محدوده اندازه کریستالی فلزات فعال را بین 8/1 تا nm 24/4 نشان داد. نتایج به دست آمده نشان می دهد که کاتالیست های rh و ru بیشترین فعالیت را در فرایند اکسیداسیون جزئی متان دارند و روند فعالیت برای کاتالیست های مختلف به این صورت است: .rh~ru>ir>pt>pd. در بررسی اثر ghsv نتایج به دست آمده نشان میدهد که برای کاتالیست های rh و pt با افزایش ghsv، میزان تبدیل متان و گزینش پذیری h2 و co کمی افزایش می یابند اما برای ru، ir کاهش خیلی کمی مشاهده میشود. نتایج به دست آمده از بررسی تاثیر نسبت خوراک نشان میدهد که با افزایش نسبت اکسیژن به متان میزان تبدیل متان برای همه کاتالیست ها افزایش می یابد و نسبت h2/co هم به غیر از کاتالیست pd برای بقیه کاتالیست ها روندی افزایشی دارد. همچنین نتایج بدست آمده نشان می دهد که کاتالیست های فلزات نجیب در مدت زمان 50 ساعت از زمان واکنش، پایداری بالایی داشته و هیچگونه کاهشی در میزان تبدیل متان از خود نشان نمی-دهند.