سنتز و ارزیابی نانوکاتالیستهای دوفلزی به روش سل-ژل جهت هیدروژناسیون دیاکسید گوگرد به سولفید هیدروژن
[پایاننامه]
/سعید یاری
دانشگاه صنعتی سهند
، ۱۳۹۱
۱۲۱
چاپی - الکترونیکی
کتابنامه در آخر پایان نامه
کارشناسی ارشد
مهندسی شیمی
دانشگاه صنعتی سهند
دیاکسید گوگرد به عنوان یکی از گازهای مهم آلوده کننده محیط زیست مطرح میباشد که سهم عمدهای در تولید باران اسیدی و ایجاد عوارض مخرب بر روی انسان و محیط زیست دارد .با توجه به این که غلظت دیاکسید گوگرد خروجی از واحد کلاوس پالایشگاههای کشور خیلی بیشتر از حالت استاندارد میباشد، تصفیه گازهای انتهایی واحد کلاوس امری ضروری است .یکی از روش های بهینهی تصفیهی گازهای انتهایی، استفاده از فرآیندهای کاتالیستی هیدروژناسیون دیاکسید گوگرد به سولفید هیدروژن و جذب آن توسط آمین میباشد .چون در واحدهای کاتالیستی، بهکارگیری کاتالیست مناسب از کلیدیترین پارامترها میباشد، لذا در این پژوهش چندین سری نانوکاتالیستهای دو فلزی با ترکیب درصدهای مختلف آهن، نیکل و کبالت بر روی سیلیکا جهت بهکارگیری در فرآیند مذکور با استفاده از روش سل-ژل در حضور ساختار دهنده و امواج اولتراسوند سنتز گردید. در پژوهش حاضر، در ابتدا آنالیز ترمودینامیکی با استفاده از روش حداقلسازی انرژی آزاد گیبس صورت گرفت و تأثیر پارامترهای مختلف بر انتخابپذیری و میزان تبدیل این واکنش مورد بررسی قرار گرفت .در بخش دوم ساختار نانوکاتالیستهای سنتز شده با استفاده از تکنیکهای مختلف شامل XRD ،FTIR ، FESEM و BET مورد ارزیابی قرار گرفت تا با استفاده از این آنالیزها خواصی از جمله نانو بودن ذرات، مورفولوژی کاتالیست و سطح ویژهی آنها ارزیابی گردد .نتایج حاصل از آنالیز BET نشان داد که سطح ویژهی نانوکاتالیستها در محدودهی ۴۰۱-m۲/gr۱۳۷۰ قرار دارد که این مقادیر، نشان از سنتز نانوکاتالیستهایی با سطح ویژهی بالا میباشد .همچنین نتایج حاصل از آنالیزSEM - FE نشان میدهد که مورفولوژی سطح برای پایه کاتالیست سیلیکا به صورت کروی و کاملا منظم بوده ولی با افزایش بارگذاری فازهای فعال بر روی پایه، مورفولوژی دچار تغییر شده و به صورت کلوخهای و تقریبا بینظم در میآید . در نهایت، نتایج حاصل از مرحلهی تست راکتوری و ارزیابی عملکردی نانوکاتالیستهای سنتز شده در فشار اتمسفری و در محدوده دمایی ۱۶۰ - ۲۸۰ درجه سلسیوس با دبی ml/min۳۰۰ مورد بررسی قرار گرفت .نتایج حاصل از این ارزیابیها نشان میدهد که شرایط بهینه برای کاتالیستهای آهن ارتقا یافته به وسیله نیکل حصول بازدهی ۱۰۰ و برای کاتالیستهای نیکل ارتقا یافته به وسیله آهن ۹۸ و برای کاتالیستهای نیکل ارتقا یافته به وسیله کبالت ۹۹ میباشد که همگی در دمای ۲۸۰ بدست آمدهاند .مقایسهی نتایج کاتالیستهای سنتز شده با سایر مراجع نشان داد که این کاتالیستها میزان تبدیل و انتخابپذیری مناسبتری نسبت به سایر مراجع در دمای پایین از خود نشان میدهند.