تأثیر ماده اولیه آلومینیم در سنتز احتراقی نانوکاتالیست CuO/ZnO/CeO2/Al2O3 برای تولید هیدروژن با استفاده از ریفورمینگ متانول در حضور بخارآب

نویسندگان

دانشگاه صنعتی سهند

چکیده

کاتالیست‌های مختلفی برای تولید هیدروژن در محل طی واکنش ریفورمینگ متانول با بخار آب گسترش داده شده‌اند. تمامی تلاش‌ها برای تولید کاتالیستی با میزان فعالیت و انتخاب‌پذیری بالا برای تولید حداکثر میزان هیدروژن و حداقل کربن مونوکسید ممکن معطوف شده است. در این میان، روش‌های مختلفی برای بهبود خواص کاتالیستی وجود دارد که می‌توان به دو دسته عمده تقسیم‌بندی کرد: الف) استفاده از بهبوددهنده­ های مختلف، ب) تغییر در پارامترهای روش سنتز نانوکاتالیست. هدف در این بررسی تعیین اثر ماده پیش‌ساز آلومینا در روش سنتز احتراقی برای سنتز نانوکاتالیست بهبودیافته با 5 درصد سریا است. برای این منظور دو نمونه با مواد پیش‌ساز بوهمیت و آلومینیوم نیترات سنتز و در ادامه برای تعیین خصوصیات فیزیکی و شیمیایی نانوکاتالیست‌های سنتزی توسط آنالیزهای XRDBETFESEMFTIR و SEM-EDX بررسی شدند. گونه های CuO و ZnO در الگوهای پراش اشعه X مشاهده شدند و حضور آلومینا به­ علت شاخص ­نبودن پیک­ ها در XRD با آنالیز FTIR و EDX اثبات شد. تصاویر حاصل از آنالیز FESEM مشخص کرد که ذرات کاتالیست سنتزی در محدوده نانو قرار دارند. همچنین، از آنالیز FESEM مشاهده شد که سایز ذرات در نمونه با ماده پیش‌ساز آلومینیوم نیترات کاهش یافته است و ساختار متخلخل‌تری به ­دست آمده است. آزمایش­ های عملکردی نیز نشان داد که نمونه با ماده پیش‌ساز آلومینیوم نیترات نتایج بهتری به ­لحاظ میزان تبدیل و انتخاب­ پذیری از خود نشان می‌دهد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Influence of Al-Precursor in Combustion Synthesis of CuO/ZnO/CeO2/Al2O3 Nanocatalyst Used in Hydrogen Production from Steam Reforming of Methanol

نویسندگان [English]

  • شهاب مینائی
  • محمد حقیقی
  • مظفر عبدالهی فر
  • حسین عجمین
چکیده [English]

Different catalysts have been developed for in-situ hydrogen production via steam methanol reforming reaction. Attempts are focused on producing catalysts with high conversion and selectivities to produce maximum hydrogen content and minimum amount of carbon monoxide. In the meantime, there are several ways to improve the catalytic properties which can be classified into two major categories: a) addition of promoters; b) change in the synthesis parameters. The purpose of this study is to determine the effects of alumina precursor in the combustion synthesis method for synthesizing nanocatalysts promoted with 5%wt cerium oxide. Two samples with boehmite and aluminum nitrate precursors were synthesized and analyzed via XRD, BET, FESEM, EDX and FTIR to determine their physicochemical properties. CuO and ZnO were detected in XRD patterns and alumina presence was proved via SED-EDX and FTIR, because no peaks could be detected in XRD patterns. FESEM images showed that particles of synthesized samples were in nano range. FESEM analysis also revealed that the particle size of the sample with aluminum nitrate precursor was reduced and a more porous structure was obtained. Catalytic performance studies also exhibited that the sample with aluminum nitrate precursor yields better results in terms of conversion and product selectivities.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Combustion synthesis
  • precursor
  • CuO/ZnO/CeO2/Al2O3
  • Methanol Reforming
  • hydrogen