عنوان پایان‌نامه
بهینه سازی فهالیت وگزینش پذیری نانو کاتالیزMos۲-K۲O/CNT درفرآیند تولید اتانول والکل های سنگین از گاز سنتز ومدل سازی تغییرات فعالیت وگزینش پذیری محصولات با تغییر اندازه ذرات فلزفعال
- رشته تحصیلی
- شیمی کاربردی
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه پردیس علوم شماره ثبت: 4881;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 55283
- تاریخ دفاع
- ۲۹ شهریور ۱۳۹۱
- دانشجو
- صبا کریمی
- استاد راهنما
- احمد توسلی
- چکیده
- در این تحقیق نانو ذرات فلزی مولیبدن با ارتقادهنده پتاسیم با اندازه‌های متفاوت به روش تلقیح نمک این فلزات با درصدهای وزنی 5/2 ، 5 ، 10 ، 15 ،20 از فلز مولیبدن و نسبت مولیبدن به پتاسیم 875/1 بر روی نانولوله‌های کربنی تهیه شده و در سنتز اتانول و الکل‌های سنگین از گاز سنتز مورد استفاده قرار گرفت. خواص شیمی- فیزیکی نمونه‌ها با آزمایش‌های ICP، XRD ، TPR، TEM، BET تعیین شد. کاتالیست‌ها در میکرو- رأکتور بستر ثابت با فشار 18 بارو دمای 330 درجه سانتی‌گراد و نسبت مولی هیدروژن به مونوکسید کربن 2 مورد تست قرار گرفتند. درصد تبدیل مونوکسید کربن و گزینش‌پذیری محصولات مایع شامل متانول و اتانول و محصول گازی شامل متان و... به دست آمده و سپس تغییرات گزینش‌پذیری محصولات مایع با تغییرات اندازه ذرات بررسی شده و روند تغییرات بررسی شد. کاتالیست 5/2 درصد مولیبدن با اندازه ذرات متوسط حدود مولیبدن 3 نانومتر، گزینش‌پذیری اتانول 95 درصد را نشان داده و گزینش‌پذیری متانول حدود 5 درصد می‌باشد و با افزایش متوسط اندازه ذرات به حدود 2/9 نانومتر در کاتالیست 20 درصد وزنی مولیبدن گزینش‌پذیری اتانول تقریبا به 73 درصد کاهش پیدا می‌کند و گزینش‌پذیری متانول تا حدود 27 درصد افزایش می‌یابد. با کاهش اندازه ذرات فلز فعال گزینش‌پذیری اتانول افزایش یافته وگزینش‌پذیری متانول کاهش می‌یابد. به این ترتیب یک مدل ریاضی قابل قبول جهت محاسبه گزینش‌پذیری محصولات مایع در کاتالیست‌های با اندازه ذرات متفاوت ارائه گردید.
- Abstract
- An extensive study of higher alcohols synthesis (HAS) from syngas using alkalized MoS2 catalysts supported on carbon nanotubes (CNTs) is reported. Up to 20wt% of Mo is added to the CNTs by impregnation method. The ratio of Mo/K is fixed at 1.875. The catalysts were characterized by different methods and the performance of the catalysts was assessed in a micro-reactor. TEM images showed that most of the metal particles were homogeneously distributed inside the tubes and the rest on the outer surface of the CNTs, with average particle sizes in the range of 3 to 9.2 nm. Temperature programmed reduction (TPR) tests showed that increasing the amount of Mo decreased the first TPR peak form 518 to 504oC and increased the second TPR peak temperature from 782 to 807oC. The diffraction peaks representing the characteristic K-Mo-O phase (these species can enhances formation of higher alcohols) were observed in the XRD of catalysts. For molybdenum catalysts containing 2.5% wt Mo and average particle size equal to 3nm, ethanol selectivity is about 95% and methanol selectivity is about 5% . Catalyst containing 20 wt.% Mo has average particle size equal to 9.2 nm selectivity of ethanol decreases to 74% and methanol selectivity increases to 27%. As a result by increasing the size of nano particles, ethanol selectivity decreases and methanol selectivity increases. A mathematical model for calculation of changes in product's selectivity derived. . It has been shown that the selectivity of the alcohols is strongly dependent to the Mo average particle sizes. A mathematical model is developed to correlate the selectivity of alcohols with the Mo average particle sizes. The results of theoretical model are in good agreement with the results of experimental tests. Keywords: Higher alcohols, Molybdenum, Carbon nanotubes, particle size, Activity, Selectivity, modeling
