سنتز و شناسایی نانوکاتالیست‌های پروسکایتی Mg1-xZrxNiO3 به‌منظور استفاده در فرایند تبدیل خشک متان

پژوهش های کاربردی در شیمی

مقاله 7، دوره 11، شماره 1، خرداد 1396، صفحه 59-66   

نوع مقاله: پژوهشی

نویسندگان

نوشین طلایی¹؛ حمیدرضا آقابزرگ^{* 2}؛ موید حسینی صدر³؛ کریم زارع⁴

¹دکترای شیمی معدنی، دانشکده علوم پایه، دانشگاه آزاد اسلامی واحد علوم و تحقیقات، تهران ایران

²استاد شیمی معدنی، پژوهشگاه صنعت نفت، تهران، ایران

³استاد شیمی معدنی، گروه شیمی، دانشکده علوم پایه، دانشگاه شهید مدنی آذربایجان، تبریز، ایران

⁴استاد شیمی‌فیزیک، دانشکده شیمی، دانشگاه شهید بهشتی، تهران، ایران

چکیده

نانوکاتالیست‌های پروسکایتی Mg1-xZrxNiO3 به روش سیترات سل-ژل سنتز شد. نمونه‌های ساخته شده با روش‌های پراش پرتو ایکس (XRD)، کاهش برنامه‌ریزی شده دمایی (TPR) و تجزیه‌ی عنصری به روش پلاسمای جفت شده القایی (ICP) شناسایی شدند. مساحت سطح نمونه‌ها با روش BET اندازه‌گیری شد. ریخت‌شناسی نمونه‌ها با میکروسکوپ الکترونی روبشی و عبوری (TEM و SEM) مورد بررسی قرار گرفت. بررسی الگوهای XRD نانوکاتالیست‌های سنتز شده، نشان داد که Zr در ساختار پروسکایت MgNiO3، تا x برابر 0/4، جانشانی شده است. تصویرهای SEM نانوکاتالیست‌ها نشان دادند که اندازه ذرات سنتز شده در مقیاس نانو است. نتیجه‌های به‌دست آمده از TPR نشان دادند، با افزایش مقدار Zr تا x برابر 0/3، میزان مصرف هیدروژن بیشتر و منجر به کاهش بهتر شده است برای این نمونه‌ها فعالیت کاتالیتیکی نانوکاتالیست‌ها در تبدیل خشک متان با دی‌اکسید کربن بررسی شد. بر اساس نتیجه‌های به‌دست آمده روند کاهشی نسبت H2/CO در حضور نانوکاتالیست‌های سنتز شده به ترتیب زیر
است:


Mg0.7Zr0.3NiO3 > Mg0.9Zr0.1NiO3 > MgNiO3

کلیدواژه‌ها

پروسکایت؛ نانوکاتالیست؛ زیرکونیم؛ تبدیل خشک متان؛ گازسنتز

مراجع

[1] Arandiyan, H.; Li, J.; Ma, L.; Hashemnejad, S.M.; Mirzaie, M.Z.; Chen, J.; Chan, H.; Liu, C.; Wang, C.; Chen, L.; Journal of Industrial and Engineering Chemistry,18, 2103-2114, 2012.
[2] Liu, K.; Cui, Z.; Feltcher, T.H.; Hydrogen Syngas Production Purification Technologies, 156-178, 2010.
[3] Bedel, L.; Roger, A.C.; Estournes, C.; Kiennemann, A.; Catalysis. Today, 85, 207-218, 2003.
[4] Ferreira-Aparicio, P.; Guerrero-Ruiz.; Applied Catalysis A: General, 170, 177-187, 1998.
[5] Khalesi, A.; Arandian, H.R.; Parvari, M.; Chinese Journal of Catalysis, 29, 960-968, 2008.
[6] Valderrama, G.; Kiennemann, A.; Goldwasser, M.R.; Journal of Power Sources, 195, 1765-1771, 2010.
[7] Osojnik Crnivec, I. G.; Djinovic, P.; Erjavec, B.; Ali Gurkaynak, M.; Chemical Engineering Journal, 207-208, 299-307, 2012.
[8] Gallego, G.S; Marin, J.C.; Batiot-Dupeyrat, C.; Barrault, J.; Mondragon, F.; Applied Catalysis A: General, 369, 97-103, 2009.
[9] جوان پور، ش: خدادادی، ع: نشریه دانشکده فنی، ۳، ۳33 - 327، ۱۳۸۲.
[10] Jahangiri A.; Aghabozorg, H.R.; Pahlavanzadeh, H.; Towfighi, J.; International Journal of Chemical Reactor Engineering, 12, 1-10, 2014.
[11] Jahangiri A.; Aghabozorg, H.R.; Pahlananzadeh, H.; International Journal of Hydrogen Energy, 37, 9977-9984, 2012.
[12] Jahangiri A.; Pahlavanzadeh, H.; Aghabozorg, H.R.; International Journal of Hydrogen Energy, 38, 10407-10416, 2013.
[13] Tian, X.; Zeng, Y.; Xiao, T.; Yang, C.; Wang, Y.; Zhang, S.; Microporous and Mesoporous Materials; 143, 357–361, 2011
[14] Parvary, M.; Jazayeri, S. H.; Taeb, A.; Petit, C. Kiennemann, A.; Catalyst Communication, 2, 357-362, 2001.
[15] Talaie, N.; Hossaini Sadr, M.; Aghabozorg, H.R.; Zare, K.; Oriental Journal of Chemistry, 32, 2723-2730, 2016.
[16] Clemy, M.B.; Barbos, M.; Ph. D thesis Química University. 2009.
[17] Shannon, R.D., Acta Crystallography, Section A, 32, 751-767, 1976.
[18] Choque, V.; Homs, N.; Cicha-Szot, R.; Ramirez, P.; Catalysis Today, 142, 308–313. 2009.
[19] Choque, V.; Ramirez, P.; Molyneux, D.; Homs, N.; Catalysis Today, 149, 248–253, 2010.
[20] Djaidja, A.; Libs, S.; Kiennemann, A.; Barama, A.; Catalysis Today, 113, 194-200, 2006.