تهیه و شناسایی گرافن اکسید تهیه‌شده به روش هامرز پیشرفته و بررسی عملکرد آن به‌عنوان پایه کاتالیست در واکنش گوگردزدایی هیدروژنی

پژوهش های کاربردی در شیمی

مقاله 8، دوره 12، شماره 3، آذر 1397، صفحه 71-78   

نوع مقاله: پژوهشی

نویسندگان

زینب حجار¹؛ سعید سلطان علی²؛ شکوفه طیبی^{* 3}؛ مجید معصومی⁴

¹استادیار مهندسی شیمی، مرکز فناوری‌های نانو، پژوهشگاه صنعت نفت، تهران، ایران

²استادیار مهندسی شیمی، پژوهشکده کاتالیست، پژوهشگاه صنعت نفت، تهران، ایران

³استادیار مهندسی شیمی، پژوهشکده توسعه فناوری‌های پالایش، پژوهشگاه صنعت نفت، تهران، ایران

⁴مربی مهندسی شیمی، پژوهشکده توسعه فناوری‌های پالایش، پژوهشگاه صنعت نفت، تهران، ایران

چکیده

در این مقاله، با به‌کارگیری روش‌های هامرز پیشرفته و هامرز گرافن اکسید تهیه و نمونه‌های به‌دست آمده با روش‌های پراش پرتوایکس، طیف‌سنجی نشری پلاسمای جفت شده القایی، طیف‌سنجی فروسرخ تبدیل فوریه، واجذب برنامه‌ریزی شده دمایی و BET شناسایی شدند. نتایج نشان می‌دهد که در روش هامرز پیشرفته، سطوح کربنی بیشتر اکسیدشده و دارای گروه‌های عاملی اکسیژن‌دار بیشتری هستند. گرافن اکسید تهیه‌شده به‌روش پیشرفته دارای تعداد لایه‌های کمتری است. همچنین، با توجه به حذف سدیم نیترات به‌عنوان یکی از اکسنده‌های اصلی در روش هامرز، تولید گازهای سمی در روش پیشرفته حذف می‌شود. همچنین، ساختارهای تهیه‌شده به‌عنوان پایه کاتالیست در واکنش گوگردزدایی هیدروژنی نفتا مورد بررسی قرار گرفت. فاز فعال فلزی شامل فلزهای کبالت و مولیبدن  با نسبت وزنیCo/Mo برابر با 1 (Co) به 4 (Mo) و مقدار کل فلزها برابر با 10% وزنی کاتالیست، با روش تلقیح روی هر دو پایه گرافن اکسید بارگذاری شد. درنهایت، عملکرد کاتالیست‌های تهیه‌شده در واکنش گوگردزدایی هیدروژنی نفتا بررسی شد.

کلیدواژه‌ها

گرافن اکسید؛ روش هامرز؛ گوگردزدایی هیدروژنی؛ نفتا

مراجع

[1] Geim, A.K; Novoselov, K.S.; Nature Materials 6 ,183-191, 2007.

[2] Bolotin K.I.; Sikes, K.J.; Jiang, Z.; Klima, M.; Fudenberg, G.; Hone, J.; Kim, P.; Stormer, H.L.; Solid State Communication 146, 351-355, 2008.

[3] Stankovich, S.; Dikin, D.A.; Dommett, G.H.B.; Kohlhaas, K.M.; Zimney, E.J.; Stach, E.A.; Piner, R.D.; Nguyen, S.T.; Ruof, R.S.; Nature 442, 282-286, 2006.

[4] Watcharotone, S.; Dikin, D.A.; Stankovich, S.; Piner, R.; Jung, I.; Dommett, G.H.B.; Evmenenko, G.; Wu, S. E.; Chen, S.F.; Liu, C.P.; Nguyen, S.T.; Ruoff, R.S.; Nano Letters 7, 1888-1892, 2007.

[5] Dikin, D.A.; Stankovich, S.; Zimney, E.J.; Piner, R.D.; Dommett, G.H.B.; Evmenenko, G.; Nguyen, S.T.; Ruoff, R.S.; Nature 448, 457-460, 2007.

[6] Allen, M.J.; Tung, V.C.; Kaner, R.B.; Chemical Review 110,1 32-145, 2009.

[7] Rao, C.N.R.; Sood, A.K.; Subrahmanyam, K.S.; Govindaraj, A.; Angewandte Chemie 48, 7752-7777, 2009.

[8] Soldano, C.; Mahmood, A.; Dujardin, E.; Carbon 48, 2127-2150, 2010. 

[9] Rao, C.N.R.; Sood, A.K.; Voggu, R.; Subrahmanyam, K.S.; Journal of Physical.Chemical Letter 1, 572-580, 2010. 

[10] Dreyer, D.R.; Park, S.; Bielawski, C.W.; Ruoff, R.S.; Chemical Society Review 39, 228-240, 2010.

[11] Hummers, W.S.; Offeman, R.E.; Chemical Society Review 80, 1339-1339, 1958. 

[12] Marcano, D.C.; Kosynkin, D.V. ; Berlin, J.M.; Sinitskii, A.; Sun, Z.; Slesarev, A.; Alemany L.B.; Lu, W.; Tour, J.M.; ACS Nano 4, 4806-4814, 2010.

[13] Du, Q.; Zheng, M.; Zhang, L.; Wang, Y.; Chen, J.; Xue, L.; Dai, W.; Ji, G.; Cao, Journal of Electrochimica Acta 55, 3897-3903, 2010. 

[14] Cullity, B.D.; Stock, S.R.; “Elements of X-ray Diffraction”, Addison-Wesley, USA, 1978.

[15] Ferrari, A.C.; Meyer, J.C.; Scardaci, V.; Casiraghi, C.; Lazzeri, M.; Mauri, F.; Piscanec, S.; Jiang, D.; Novoselov, K.S.; Roth, S.; Geim, A.K.; Physical Review Letter 97, 1874-1901, 2006.

[16] Kaniyoor, A; Baby, T.T; Ramaprabhu, S.; Journal  of Material Chemistry 20, 8467-8469, 2010.

[17] Hajjar, Z.; Kazemeini, M.; Rashidi, A.; Bazmi M.; Catalysis Letters 145, 1660-1672, 2015.

[18] Hajjar, Z.; Kazemeini, M.; Rashidi, A.; Bazmi, M.; Fuel 165, 468-476, 2016.

[19] Hajjar, Z.; Kazemeini, M.; Rashidi, A.; Tayyebi, Sh.; Phosphorus, Sulfur & Silicon 191, 1256-1261, 2016.

[20] Hajjar, Z.; Kazemeini, M.; Rashidi, A.; Soltanali, S.; Bahadoran, F.; Journal of Analytical and Applied Pyrolysis 123, 144-151, 2017.

[21] Hajjar, Z.; Kazemeini, M.; Rashidi A.; Soltanali, S.; Journal of the Taiwan Institute of Chemical Engineers 78, 566-575, 2017.