عنوان پایان‌نامه
ریفورمینگ زیست توده در فاز ابی روی کاتالیست دو فلزی بر پایه نانو ساختار های کربنی
- رشته تحصیلی
- مهندسی شیمی-کاتالیست
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه پردیس یک فنی شماره ثبت: 1587.;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 68317
- تاریخ دفاع
- ۰۲ بهمن ۱۳۹۳
- دانشجو
- حامد بنی عامریان
- استاد راهنما
- عباسعلی خدادادی, یداله مرتضوی
- چکیده
- ریفورمینگ کاتالیستی زیست توده در شرایط نزدیک بحرانی و فوق بحرانی آب، تکنولوژی امیدبخشی برای تولید متان و هیدروژن از زیست توده های گیاهی در دماهای نه چندان بالا ( زیر oC500) می باشد. به منظور صنعتی و اقتصادی کردن این فرآیند، بایستی کاتالیزورهای هتروژن با گزینش پذیری بالای هیدروژن توسعه داده شوند. در این رابطه توسعه و استفاده از کاتالیست هایی ارزان قیمت تر و یا جایگزین سازی بخشی از فلزات گرانبها با فلزات ارزان قیمت تر به عنوان فلز دوم حائز اهمیت است. همچنین استفاده از پایه هایی که در شرایط هیدروترمال کمترین تغییرات را پیدا می کنند ضروری به نظر می رسد. در فرایندهای ریفورمینگ زیست توده نیکل با توجه به عملکرد مناسبی که دارد به طور گسترده ای مورد استفاده قرار می گیرد. از آنجایی که نیکل در میان فلزات غیر نوبل فلز گران قیمتی محسوب می شود بنابراین در این مطالعه سعی شده اثر افزودن فلز مس به فلز نیکل به عنوان فلز دوم بررسی شود. بدین منظور عملکرد کاتالیست دوفلزی نیکل و مس برروی پایه نانولوله های کربنی ارزیابی گردید. علاوه بر به دست آوردن بهترین ترکیب این دوفلز برای بیشترین میزان تبدیل کربن و هیدروژن تحت شرایط نزدیک بحرانی (دماهای کمتر از oC374) اثر دما و همچنین میزان بارگذاری فلز بر روی پایه مورد بررسی قرار گرفت. بر اساس این آزمایشات مشاهده شد که کاتالیستی با ترکیب 75 درصد نیکل و 25 درصد مس بیشترین بازدهی و گزینش پذیری را از میان ترکیبات مختلف دارا می باشد. همچنین مشاهده شد که افزایش دما موجب افزایش بازدهی تولید گاز می شود اما گزینش پذیری هیدروژن برای دماهای بالاتر از oC320 افزایش چشم گیری پیدا نمی کند. افزایش میزان بار گذاری فلز بر روی پایه موجب افزایش گزینش پذیری هیدروژن می شود اما میزان گازی سازی در دماهای بالاتر از oC320 تغییرات قابل توجهی را ندارد. به طور کلی افزایش دما در واکنش ها سبب بیشتر شدن محصولات گازی و متعاقباٌ افزایش میزان هیدروژن می شود و مولکول های زیست توده را از فاز جامد و مایع به سمت فاز گاز سوق می دهد.
- Abstract
- Catalytic aqouse phase reforming of biomass in sub and super critical condition is a promissing technology for producing hydrogen and methan. In order to commercialize and industrialize of this process, heterogeneous catalysts should be developed for high yeild and high selectivity. In this case development and utilization of non-noble metal catalysts with lower price is great intrested. Also, using supports that are resistant against hydrothermal condition seem to be necessary. Nickel is widely used in biomass reforming processes because of its appropriate performance. Since among non-noble metals, nickel is considered an expensive metal, in this work it has was tried to substitute parts of nickel with cheaper metals i.e. copper. For this reason performance of Ni-Cu bimetallic catalysts supported on carbon nanotubes were evaluated and the best composition were obtained. Furthermore, temperature effect in sub-critical conditions and metal loading were investigated. Based on results of our experiments, catalysts with 75 wt% Ni and 25 wt% Cu showed the best performance with regard to yield and selectivity. It was observed that increasing the temperature led to an increase gas yield but Hydrogen selectivity for temperatures over 320°C did not change significantly. Increasing of metal loading on CNTs from 10wt% to 20wt% cause increase in Hydrogen selectivity and the gas yield however an increase in loading from 20 to 30% doesn’t significant affect the yield and the selectivity.
