بررسی اثر پیش ماده بر ویژگی و عملکرد کاتالیستی نانوگاما آلومینای تهیه شده با روش انعقاد قطره‌ای

پژوهش های کاربردی در شیمی

مقاله 16، دوره 12، شماره 2، شهریور 1397، صفحه 151-158   

نوع مقاله: پژوهشی

نویسندگان

محمد عبدالهی¹؛ حسین آتشی^{* 2}؛ فرشاد فرشچی تبریزی³

¹دانشجوی دکترای گروه مهندسی شیمی، دانشکده مهندسی شهید نیک‌بخت، دانشگاه سیستان و بلوچستان، زاهدان، ایران

²استاد گروه مهندسی شیمی، دانشکده مهندسی شهید نیک‌بخت، دانشگاه سیستان و بلوچستان، زاهدان، ایران

³دانشیار گروه مهندسی شیمی، دانشکده مهندسی شیمی، نفت و گاز، دانشگاه شیراز، شیراز، ایران

چکیده

در تهیه گاما آلومینا کروی به روش انعقاد قطره‌ای، همواره از HCl به‌عنوان پیش ماده استفاده می‌شود. در این پژوهش، به مقایسه HCl و HNO₃ به‌عنوان دو پیش ماده کلردار و عاری از کلر پرداخته شد. همچنین، بررسی تأثیر حذف کلر از پیش ماده بر فعالیت و ویژگی کاتالیستی گاما آلومینای تهیه شده به روش انعقاد قطره‌ای اختصاص یافت. نمونه‌های تهیه شده با روش‌های پراش پرتو ایکس (XRD)، طیف‌سنجی تفکیک انرژی (EDX)، واجذب برنامه‌ریزی‌شده دمایی آمونیاک (NH3-TPD) شناسایی شدند. ریخت‌شناسی نمونه‌ها با میکروسکوپ‌های الکترونی روبشی (SEM) و عبوری (TEM) انجام و مساحت سطح نمونه‌ها با روش BET و میانگین قطر، حجم و توزیع اندازه حفره‌ها نیز با روش BJH اندازه‌گیری شد. استفاده از HNO₃ سبب کاهش اندازه نانوبلور (از 8 به 6 نانومتر)، گسترده‌ترشدن توزیع اندازه حفره‌ها (از 15-2 به 25-2 نانومتر) و بزرگ‌ترشدن اندازه حفره‌ها شد. فعالیت کاتالیستی نمونه‌های تهیه شده با HNO₃ در واکنش تبدیل متانول به دی‌متیل‌اتر بسیار بالاتر از نمونه‌های تهیه شده با HCl است. به‌طوری‌که در 250 درجه سانتی‌گراد به حالت تعادلی خود رسیده و فعالیت آن‌ها در این دما به‌طور تقریبی دو برابر است. تفاوت‌ها در عملکرد به‌دلیل تفاوت در اندازه نانوبلور، ریخت بلور، ویژگی سطحی و کاهش قدرت اسیدی با توجه به تشکیل کک و وجود کلر به‌عنوان ناخالصی در نمونه‌های تهیه شده است.

کلیدواژه‌ها

مواد مزوحفره؛ گاما آلومینا؛ گرانول‌سازی؛ روش انعقاد قطره‌ای؛ شناسایی ویژگی کاتالیست

مراجع

[1] Atashi, H.; Physical Chemistry Research 5, 41-56, 2017.

[2] Wu, Y.; Xu, P.; Li, L.; Advanced Powder Technology 27, 124-129, 2016.

[3] Mahmoudian, M.; J. Applied researches in chemistry (JARC) 1, 59-88, 2016.

[4] Islam, A.;.J. Porous Materials 19, 807-817, 2012.

[5] Abdollahi, M.; Atashi, H.; Tabrizi, F.F.; Advanced Powder Technology 28, 1356-1371, 2017.

[6] Moghadam, H.; Particuology 6, 271-275, 2008.

[7] Samimi, A.; Particuology 21,74-81, 2015.

[8] Samimi, A.; Powder Technology 130, 428-435, 2003.

[9] Islam, A.; Advanced Powder Technology, 24, 1119-1125, 2013.

[10] Choi, J.; Powder Technology 181, 83-88, 2008.

[11] Liu, P.; J. Physics and Chemistry of Solids, 69, 799-804, 2008.

[12] Buelna, G.; Lin, Y.; Microporous and Mesoporous materials 42, 67-76, 2001.

[13] Buelna, G.; Industrial & engineering chemistry research 42, 442-447, 2003.

[14] Buelna, G.; Lin, Y.; Separation and purification technology 39, 167-179, 2004.

[15] Chen, J.C.; Tang, C.T.; J. hazardous materials 142, 88-96, 2007.

[16] Tonetto, G.; Ferreira, M.; Damiani, D.; J. Molecular Catalysis A: Chemical 171, 123-141, 2001.

[17] Lin, W.; Applied Catalysis B: Environmental 50, 59-66, 2004.

[18] Osman, A.I.; Applied Catalysis B: Environmental 127,307-315, 2012.

[19] Beiknejad, D.; J. Porous Materials 20, 1075-1086, 2013.

[20] Lv, Y.; Materials Letters 155,75-77, 2015.

[21] Müller, P.; Granular Matter, 18, 1-14, 2016.

[22] Zohdi-Fasaei, H.; J. Natural Gas Science and Engineering 35,1025-1031, 2016.

[23] Yaripour, F.; Fuel 139, 40-50,2015.

[24] Akarmazyan, S.S.; Applied Catalysis B: Environmental 145, 136-148, 2014.