سنتز نانوکاتالیستهای مس بنیان اصلاح یافته با پلاسمای غیر حرارتی جهت استفاده در فرآیند ریفورمینگ متانول با بخار آب
[پایاننامه]
/علی متولیان سیدی
: مهندسی شیمی
، ۱۳۹۵
۸۹ ص
چاپی - الکترونیکی
کتابنامه در آخر پایان نامه
کارشناسی ارشد
پدیده های انتقال
۱۳۹۵/۰۷/۰۰
صنعتی سهند
امروزه مشکلات زیستمحیطی نشات گرفته از مصرف سوختهای فسیلی و ترس از بحران کمبود انرژی، منجر به توسعه تکنولوژیهایی نوین جهت تولید انرژی مورد نیاز مصرفی روزانه شده است .از این رو تلاش برای یافتن منابع جدید و عاری از آلایندههای مرسوم، امری لازم و ضروری است .از بهترین و پاکترین این منابع انرژی، میتوان به سوخت سبز هیدروژن اشاره نمود .با توجه به محدودیت و خطرهای ناشی از ذخیرهسازی هیدروژن به عنوان سوختی که در تکنولوژیهایی نوین چون پیل سوختی استفاده میشود، فرآیندهای تولید در جای هیدروژن توجه زیادی را به خود جلب کردهاند .بدین منظور فرآیند ریفورمینگ متانول با بخار آب به دلیل توان استحصال هیدروژن بالا و ماده اولیه ارزان قیمت، مورد توجه محققین قرار گرفته است .در این پژوهش جهت بهبود بازده این فرآیند، نانوکاتالیست :(wt. )۲۰/۱۰/۳۰/۴۰ CuO/ZnO/Al۲O۳/ZrO۲ توسط روشهای هیدروترمال، ترموشیمیایی و همرسوبی سنتز گردید و عملکرد آنها با نمونه سنتز شده به روش نوین و هیبریدی همرسوبی پلاسما مورد مقایسه قرار گرفت .از آنالیزهایXRD ،FESEM ،EDX ، BET و FTIR جهت بررسی خواص فیزیکی شیمیایی نمونههای سنتز شده بهره گرفته شد .با توجه به نتایج آنالیزXRD ، پیکهای مربوط به نمونه پلاسمایی دارای شدت کمتری نسبت به سه نمونه سنتز شده دیگر شد که این امر بیانگر توزیع مناسبتر فلزات و همچنین اندازه کوچکتر آنها میباشد؛ و از آنجایی که فرآیند ریفورمینگ متانول با بخار آب واکنشی گازی است، لذا افزایش سایتهای فعال در دسترس، جهت انجام واکنش، امری حیاتی و تسریع کننده است که منجر به افزایش بازده تولیدی هیدروژن با خلوص بالا خواهد شد .از این رو، نتایج حاصل از این بررسی، نشانگر اندازه کریستالی کوچکتر برای این نمونه در مقایسه با سه نمونه دیگر میباشد که این نتایج با نتایج حاصل از آنالیز FESEM سازگاری بسیار مناسبی دارد .بر اساس آنالیزFESEM ، نمونه سنتز شده به روش پلاسمایی دارای اندازه ذرات کوچکتر و ساختاری همگنتر با توزیع مناسب در مقایسه با نمونههای دیگر است .بر اساس آنالیز BET نیز مشخص گردید که این نمونه بیشترین سطح ویژه را دارا میباشد .ارزیابی نانوکاتالیستهای سنتز شده در فرآیند ریفورمینگ متانول با بخار آب نشان داد، نانوکاتالیست سنتز شده به روش هیبریدی به واسطه اثر بسزای این فرآوری بر اندازه ذرات و مورفولوژی، منجر به تبدیل کامل متانول در دمای پایین ۲۴۰ درجه میگردد که در این دما انتخابپذیری بسیار ناچیزی نسبت به ماده نامطلوب مونوکسید کربن از خود نشان میدهد .همچنین بعد از انجام آزمون پایداری به مدت یک شبانه روز هیچ تغییر محسوسی در عملکرد این نمونه مشاهده نگردید .در نهایت مکانیسمی برای انجام فرآیند ریفورمینگ متانول با بخار آب بر روی سطح نانوکاتالیستهای CuO/ZnO/Al۲O۳/ZrO۲ ارائه گردیده است