عنوان پایان‌نامه
بررسی اثر نانو ذرات سریا-زیرکونیوم دربهبودمبدلهای کاتالیستی
- رشته تحصیلی
- مهندسی شیمی-کاتالیست
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه پردیس یک فنی شماره ثبت: 808.;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 40526
- تاریخ دفاع
- ۲۷ بهمن ۱۳۸۷
- دانشجو
- مهرناز صدرنورمحمدی
- استاد راهنما
- عباسعلی خدادادی, یداله مرتضوی
- چکیده
- هدف از این تحقیق بررسی اثرفلزات واسطه (آهن ، کبالت، منگنز و مس) به عنوان بهبود دهنده در عملکرد مبدل های کاتالیستی با پایه CeO2-ZrO2 می باشد. در این پایان نامه Ce0.75Zr0.25O2 به تنهایی و هم چنین به همراه فلزات واسطهFe, Co, Mn و Cu سنتز شده است و فعالیت آن ها در حضور گاز اگزوز شامل مونواکسید کربن و پروپان در دماهای مختلف مورد بررسی قرار گرفته و اندازه گیری شده است.مقدار فلزات واسطه افزوده شده به گونه ای انتخاب شده که ترکیب نهایی کاتالیست به صورت Ce0.675Zr0.225M0.1Ox باشد.( M نمادی از فلزات واسطه می باشد). در این تحقیق کاتالیست‌ها با روش احتراقی در نسبت سوخت به اکسید کننده برابر با 80/0، (?=0.80) که به عنوان نسبت سوخت ناقص در نظر گرفته می شود ساخته شده و در دمای C°700 به مدت h 5 کلسینه شده‌اند. . کاتالیست ها با استفاده از آنالیز XRD،SEM (Scanning Electron Microscopy) و BET تعیین مشخصه شده اند. کاهش برنامه‌ریزی شده‌ی دمایی به‌وسیله‌ی هیدروژن (H2-TPR) نشان داد که احیای کاتالیست Ce-Zr-Cu در دمای C°180 شروع شده و حضور مس سبب تسهیل عمل کاهش در ساختار سریا-زیرکونیا می‌شود. بنا به الگوی XRD فاز کریستالی همه نمونه ها بسیار شبیه به هم هستند.تنها ساختار CeO2–ZrO2 در الگوی XRD همه نمونه ها قابل مشاهده می باشدو هیچ پیکی مرتبط با اکسید فلزات در الگوی XRD نمونه هادیده نمی شود. افزودن فلز Cu به کاتالیست Ce0.75Zr0.25O2 دماهای T50 و T90 اکسیداسیون گاز شبیه سازی اگزوز (دماهایی که در آنها به‌ترتیب 50 و 90% تبدیل آلاینده‌ها انجام می‌شود) را شدیدا تحت تأثیر قرار می‌دهد بگونه ای که دمای اکسایش 50% CO و C3H8 به ترتیب حدود 205 و C°100 کاهش می‌یابد. هم چنین استفاده از فلزات واسطه منجر به کاهش مشهود سطح مخصوص کاتالیست ها می‌گردد که این رفتار می تواند به اگلومره شدن ذرات مرتبط باشد
- Abstract
- The purpose of this research is to explore the effects of transition metals (Fe, Co, Mn and Cu) as promoters on the performance of catalytic converter with CeO2-ZrO2 base. In this study Ce0.75Zr0.25O2 is synthesized without and with different transition metals, Fe, Co, and Mn , Cu as promoters. The activity of each catalyst for oxidation of CO and C3H8 present in air (simulated exhaust gas) is measured. The quantity of transition metals is chosen to achieve the catalyst with the final form of Ce0.675Zr0.225M0.1Ox, where M stands for the transition metal. Catalysts are prepared by a combustion technique at fuel to oxidant ratio of 0.80, (?=0.80) which is considered as fuel-deficient ratio and calcined at 700°C for 5 h. The crystal structures of the catalysts are determined by X-ray powder diffraction (XRD) analyses, Scanning electron microscopy (SEM) and BET surface area measurements. H2-temperature programmed reduction (H2-TPR) experiments reveal that reduction of Ce-Zr-Cu catalyst starts at 180°C and facilitates the reduction process in the ceria-zirconia structure. According to the XRD patterns of the various samples, bulk crystalline phases of all the fresh samples are very similar. only the CeO2 –ZrO2 solid solutions type structure is identified, and no diffraction peaks of other metal oxide are found in the diffraction patterns of the samples. Catalysts promoting with the copper, strongly affects the T50 and T90 temperatures (temperatures at which 50 and 90% conversion occurs, respectively) and in this way the T50 of CO and C3H8 decreases by about 205 and 100°C, respectively. Also using transition metals as promoters cause distinct decrease in surface area of catalysts which it can be related to agglomeration of particles.
