عنوان پایان‌نامه
ساخت و بکارگیری نانوکاتالیست کبالت بر پایه گرافن جهت تولید محصولات میان تقطیر
- رشته تحصیلی
- شیمی کاربردی
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه پردیس علوم شماره ثبت: 6284;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 75613;کتابخانه پردیس علوم شماره ثبت: 6284;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 75613
- تاریخ دفاع
- ۲۴ بهمن ۱۳۹۴
- استاد راهنما
- یحیی زمانی, احمد توسلی
- دانشجو
- فاطمه حسن پور
- چکیده
- در این تحقیق از نانوصفحات گرافنی (GNS) به عنوان پایه کاتالیست کبالت سنتز فیشر تروپش استفاده شده است. کاتالیستها به روش تلقیح و با نسبت وزنی 5-40% فلز به پایه ساخته شده است. خواص شیمی فیزیکی کاتالیستها با روشهای مختلف ازجمله ICP، BET، TPR، XRD و TEM اندازگیری میشود. فعالیت و انتخابپذیری کاتالیستها در یک میکروراکتور بستر ثابت در فشار 18 بار محاسبه میشود، سپس عملکرد کاتالیستی دو پایه CNTs و GNS مقایسه شده است. اندازهگیریها در دمای °C220 و نسبت خوراک H2 به CO برابر با 2، بعد از 24 ساعت احیاء در دمای °C400 انجام شد. نتایج حاصل با نتایج کاتالیست کبالت بارگذاری شده بر دیگر پایه CNTs مقایسه شد. استفاده از GNS به عنوان پایه کاتالیست کبالت FTS درصد تبدیل کربن مونوکسید و انتخابپذیری C5+ را در مقایسه با CNTs افزایش میدهد. با افزایش میزان بارگذاری Co تا 40% وزنی مقدار Co فلزی روی سطح GNS و اندازه ذرات Co افزایش مییابد، مساحت سطح کاتالیست کاهش و دمای احیاء افزایش مییابد. افزایش درصد بارگذاری Co از 5 به 40 درصد، میزان تبدیل Co و انتخابپذیری C5+ را افزایش میدهد. همچنین سرعت غیرفعال شدن کاتالیستها با تست طولانی مدت 168 ساعته بررسی شد. نتایج یک افت تدریجی در میزان تبدیل CO را نشان داده است. این افت تدریجی، پایداری و مقاومت بسیار خوب کاتالیست در برابر فشار و دمای بالای را نشان داد.
- Abstract
- For the first time Graphene Nanosheets (GNS) were used as cobalt Fischer-Tropsch synthesis (FTS) catalyst support. Up to 40% wt. cobalt was loaded on GNS. The physico-chemical properties of the catalysts were investigated by different methods including ICP, BET, TPR, XRD and TEM. The activity and selectivity of the catalysts were assessed in a fixed bed micro-reactor at 18 bar. The measurements were carried out at 220°C and H2/CO ratio of 2, after reduction of the catalysts at 400°C for 24h in H2 flow. The results were compared with the cobalt catalysts supported on other support. Using GNS as cobalt FTS support increased the CO% conversion and improved the catalyst C5+ selectivity. Increasing the Co loading to 40% wt. increased the amount of metalic Co on the surface of the GNS, increased the cobalt cluster sizes, decreased the surface area and increased the reduction temperature. Increasing the Co loading from 5 to 40% wt. increased the CO conversion and C5+ selectivity. The catalysts deactivation rate measured by 168 hours deactivation test. Results show slight decrease in %CO conversion which prove that nanocatalysts supported on GNS have a good stability and durability in high tempreture and high pressure.Keywords: Fischer - Tropsch synthesis, Nano catalyst cobalt, carbon nanotubes, activity and synthesis products selectivity, synergetic effect.
