اثر تقویت کننده سریا برتولید هیدروژن مصرفی پیل‌های سوختی با استفاده از تبدیل متانول با بخار آب روی مخلوط اکسیدهای نانوساختار Cu ،Zn و Al سنتزی به روش احتراقی اوره –نیترات

پژوهش های کاربردی در شیمی

مقاله 4، دوره 8، شماره 3، آذر 1393، صفحه 33-44   

نوع مقاله: پژوهشی

نویسندگان

شهاب مینائی¹؛ محمد حقیقی^{* 2}؛ نعیمه جدیری³؛ مظفر عبدالهی فر⁴؛ حسین عجمین⁵

¹دانشجوی کارشناسی ارشد مهندسی شیمی، مرکز تحقیقات رآکتور و کاتالیست، دانشکده مهندسی شیمی، دانشگاه صنعتی سهند، شهر جدید سهند، تبریز، ایران

²دانشیار مهندسی شیمی، مرکز تحقیقات رآکتور و کاتالیست، دانشکده مهندسی شیمی، دانشگاه صنعتی سهند، شهر جدید سهند، تبریز، ایران

³استادیار مهندسی شیمی، مرکز تحقیقات رآکتور و کاتالیست، دانشکده مهندسی شیمی، دانشگاه صنعتی سهند، شهر جدید سهند، تبریز، ایران

⁴کارشناس ارشد مهندسی شیمی، مرکز تحقیقات رآکتور و کاتالیست، دانشکده مهندسی شیمی، دانشگاه صنعتی سهند، شهر جدید سهند، تبریز، ایران

⁵دانشجوی دکترای مهندسی شیمی، مرکز تحقیقات رآکتور و کاتالیست، دانشکده مهندسی شیمی، دانشگاه صنعتی سهند، شهر جدید سهند، تبریز، ایران

چکیده

در این مقاله سعی شده تا به بررسی اثر تقویت‌کننده سریا بر روی عملکرد اکسیدهای نانوساختار Zn ،Cu و Al سنتزی شده به روش احتراقی در فرایند تبدیل متانول با بخارآب پرداخته شود. روش سنتز احتراقی به عنوان روشی نوین، ساده و سریع برای دست‌یابی به ساختار نانو و متخلخل استفاده شده است. اکسیدهای نانوساختارسنتزی پس از شکل دهی، در سامانه آزمون عملکرد کاتالیستی در فشار اتمسفری و بازه دمایی 200 تا 300 درجه ی سانتی گراد  مورد بررسی قرار گرفتند. در ادامه ویژگی‌های فیزیکی شیمیایی اکسیدهای نانوساختار سنتزی با روش‌های XRD،FESEM،EDX،BET و FT-IR بررسی شدند. گونه‌های CuO و ZnO در الگوهای پراش پرتو X مشاهده شدند و حضور آلومینا به علت شاخص نبودن پیک‌ها در XRD با روش‌های FT-IR و EDX اثبات شد. روش FESEM مشخص کرد که ذرات کاتالیست سنتزی در گستره نانو قرار دارند. از بررسی الگوی XRD به کاهش نسبی بلورینگی پی برده شد. آزمون‌های عملکردی نمونه‌ها نشان دادند که سریا باعث افزایش مقدار تبدیل، انتخاب پذیری هیدروژن و کاهش انتخاب‌پذیری فراورده‌های نامطلوب مانند CO و CO2 شده است.

کلیدواژه‌ها

احتراق اوره - نیترات؛ اکسیدهای نانوساختار Cu/Zn/Ce/Al؛ تبدیل متانول؛ هیدروژن

مراجع

[1] Zhao, Y.; Kim, Y.-H.; Dillon, A.; Heben, M.; Zhang, S.; Phys. Rev. Lett., 94, 1555041-1555044, 2005.
[2] Züttel, A.; Naturwissenschaften, 91, 157-172, 2004.
[3] de Wild, P.J.; Verhaak, M.J.F.M.; Catal. Today, 60, 3-10, 2000.
[4] Chen, Y.; Wang, Y.; Xu, H.; Xiong, G.; J. Membr. Sci., 322, 453-459, 2008.
[5] Tosti, S.; Basile, A.; Borgognoni, F.; Capaldo, V.; Cordiner, S.; Di Cave, S.; Gallucci, F.; Rizzello, C.; Santucci, A.; Traversa, E.; J. Membr. Sci., 308, 250-257, 2008.
[6] Perng, S.W.; Horng, R.F.; Ku, H.W.; App. Energy, 103, 317-327, 2013.
[7] Hsueh, C.Y.; Chu, H.S.; Yan, W.M.; Chen, C.H.; App. Energy, 87, 3137-3147, 2010.
[8] De Falco, M.; Marrelli, L.; Iaquaniello, G.; Membrane reactors for hydrogen production processes, Springerverlag London Limited, 2011.
[9] Breen, J.P.; Ross, J.R.H.; Catal. Today, 51, 521-533, 1999.
[10] Patel, S.; Pant, K.K.; Chem. Eng. Sci., 62, 5436-5443, 2007.
[11] Patel, S.; Pant, K.; J. Porous Mater., 13, 373-378, 2006.
[12] Yong-Feng, L.; Xin-Fa, D.; Wei-Ming, L.; Int. J. Hydrogen Energy, 29, 1617-1621, 2004.
[13] Patel, S.; Pant, K.K.; Fuel Process. Technol., 88, 825-832, 2007.
[14] Turco, M.; Bagnasco, G.; Costantino, U.; Marmottini, F.; Montanari, T.; Ramis, G.; Busca, G.; J. Catal., 228, 43-55, 2004.
[15] Yoon, H.C.; Erickson, P.A.; Int. J. Hydrogen Energy, 33, 57-63, 2008.
[16] Sá, S.; Silva, H.; Brandão, L.; Sousa, J.M.; Mendes, A.; Appl. Catal., B, 99, 43-57, 2010.
[17] Huang, G.; Liaw, B.J.; Jhang, C.J.; Chen, Y.Z.; Appl. Catal., A, 358, 7-12, 2009.
[18] Clancy, P.; Breen, J.P.; Ross, J.R.H.; Catal. Today, 127, 291-294, 2007.
[19] Shishido, T.; Yamamoto, Y.; Morioka, H.; Takaki, K.; Takehira, K.;Appl. Catal., A, 263, 249-253, 2004.
[20] Palo, D.R.; Dagle, R.A.; Holladay, J.D.; Chem. Rev., 107, 3992-4021, 2007.
[21] Khoshbin, R.; Haghighi, M.; Chinese J. Inorg. Chem., 28, 1967-1978, 2012.
[22] Khoshbin, R.; Haghighi, M.; J. Nanosci. Nanotech., 13, 4996-5003, 2013.
[23] Khoshbin, R.; Haghighi, M.; Asgari, N.; Mater. Res. Bull., 48, 767-777, 2013.
[24] Salavati-Niasari, M.; Davar, F.; Farhadi, M.; J Sol-Gel Sci Technol, 51, 48-52, 2009.
[25] Ghodrati, M.S.; Haghighi, M.; Soltan-Mohammadzadeh, J.S.; Pourabas, B.; Pipelzadeh, E.; Reac. Kinet. Mech. Catal., 104, 49-60, 2011.
[26] Abbasi, Z.;, Haghighi, M.; Fatehifar, E.; Saedy, S.; Int. J. Chem. Reactor Eng., 9, 1-19, 2011.

[27] Vafaeian, Y.; Haghighi, M.; Aghamohammadi, S.; Energy Convers. Manage., 76, 1093-1103, 2013.
[28] Aghamohammadi, S.; Haghighi, M.; Karimipour, S.; J. Nanosci. Nanotech., 13, 4872-4882, 2013.
[29] Sajjadi, S.M.; Haghighi, M.,; Alizadeh Eslami, A.; Rahmani, F.; J Sol-Gel Sci Technol, 67, 601-617, 2013.
[30] Saedy, S.; Haghighi, M.; Amirkhosrow, M.; Particuology, 10, 729-736, 2012.
[31] Jain, S.R.; Adiga, K.C.; Pai-Verneker, V.R.; Combust. Flame, 40, 71-79, 1981.
[32] Patil, K.C.; Aruna, S.T.; Mimani, T.; Curr. Opin. Solid State Mater. Sci., 6, 507-512, 2002.
[33] Kakade, M.B.; Ramanathan, S.; Kalekar, B.B.; BARC Newsletter, 237, 71-77, 2003.
[34] Men, Y.; Gnaser, H.; Zapf, R.; Hessel, V.; Ziegler, C.; Kolb, G.; Appl. Catal., A, 277, 83-90, 2004.
[35] Sexton, B.A.; Surf. Sci., 88, 299-318, 1979.
[36] Wachs, I.E.; Madix, R.J.; J. Catal., 53, 208-227, 1978.
[37] Lin, S.D.; Cheng, H.; Hsiao, T.C.; J. Mol. Catal. A: Chem., 342, 35-40, 2011.
[38] Fisher, I.A.; Bell, A.T.; J. Catal., 184, 357-376, 1999.
[39] Manzoli, M.; Chiorino, A.; Boccuzzi, F.; Appl. Catal., B, 57, 201-209, 2005.
[40] Oguchi, H.; Kanai, H.; Utani, K.; Matsumura, Y.; Imamura, S.; Appl. Catal., A, 293, 64-70, 2005.