عنوان پایان‌نامه
تبدیل موثر گاز سنتز به اتانول و الکل های سنگین با استفاده از نانوکاتالیزگرها بر پایه نانو تیوب کربن
- رشته تحصیلی
- شیمی آلی
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه پردیس علوم شماره ثبت: 4461;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 48410
- تاریخ دفاع
- ۰۷ مهر ۱۳۸۹
- دانشجو
- حمیده نیکوکار
- استاد راهنما
- پرویز رشیدی رنجبر, احمد توسلی
- چکیده
- چکیده در این تحقیق کاتالیزور مولیبدن سولفید بر پایه نانو لوله های کربنی با درصد های متنوعی از مولیبدن (10%،15%،20% و 25%) و درصد ثابت از ارتقادهنده پتاسیم (8%)به روش تلقیح ساخته شد و سپس درصدهای مختلفی از ارتقادهنده کبالت (2% ، 4% و 6%)بر روی کاتالیزور بهینه ( 15% مولیبدن و 8% پتاسیم ) مورد استفاده قرار گرفت. خواص شیمی فیزیکی نمونه ها با آزمایش های متنوع (ICP,XRD,TEM,TPR) مورد بررسی قرار گرفت. نتایج TEM نشان داد اندازه ذرات قرار گرفته در داخل نانولوله ها در محدوده 10-6 نانومتر است. الگوهایXRD هم حضور فازهای کریستالی اکسیدهای مخلوط K-Mo-O و CoMoO4 را نشان می دهد همچنین نتایج TPRثابت کرد که افزایش کبالت احیای کاتالیزور را آسانتر می نماید. سپس عملکردکاتالیزورها در میکرو-راکتور بستر ثابتبررسی شد. نتایج ما نشان داد که کاتالیزور با 15% مولیبدن، 8 % پتاسیم و 2% کبالت، در دمای 320 درجه سانتی گراد، فشار 69 بار، شدت جریان جرمی خوراک 6/3 نرمال لیتر بر گرم کاتالیزور در ساعت و نسبت هیدروژن به کربن مونوکسید برابر 2،کاتالیزور بهینه برای سنتز الکل ها است ودر این شرایط سرعت تولید کل محصولات 34/0گرم بر گرم کاتالیزور در ساعت، سرعت تولید هیدروکربن 253/0 گرم بر گرم کاتالیزور در ساعت و سرعت تولید الکل 087/0 گرم بر گرم کاتالیزور است همچنین در این کاتالیزور گزینش پذیری متانول 6/34%، اتانول 2/14%، پروپانول 2/9% و الکلهای سنگین 4/10% ( بدون CO2) بود.این فرمولاسیون به گونه ای تعیین شد که علاوه بر تولید الکلها از گاز سنتز با فعالیت ویژه (گرم الکل بر گرم کاتالیزور بر ساعت) بسیار خوب، گزینش پذیری الکلهای سنگین تر نسبت به متانول را به حداکثر مقدار خود می رساند.
- Abstract
- Abstract A survey of higher alcohol synthesis from syngas using cobalt (Co) and potassium (K) promoted molybdenum sulfide supported on multi-wall carbon nanotube (MWCNT) catalysts is reported. Catalysts were prepared by incipient wetness impregnation method. The catalysts were extensively characterized by different methods and the activity and selectivity of the catalysts were appointed in a fixed-bed micro-reactor. Addition of Mo made reduction of Mo6+ species easier and improved activity of catalyst. Catalyst 15 wt.% Mo and 8 wt.% K supported on MWCNT showed the highest yield (0.074 g total alcohol /g cat. h) and selectivity (26.4%) towards alcohols. The optimum conditions for producing the higher alcohols from syngas (mole ratio of H2/CO = 2) using gas hourly space velocity (GHSV) of 3.6 nLit /g cat. h were determined to be 320 °C and 7.1 MPa (1030 psig). Afterwards, optimal catalyst was promoted by variety of cobalt (2, 4 and 6) percent, characterizations were studied and performance of catalysts was investigated in above conditions. Temperature programmed reduction (TPR) tests illustrated that increasing of cobalt made reduction of catalysts easier. Our results showed that catalyst with 15% Mo, 8% K and 2% Cois optimum catalyst for synthesis of alcohols. In this condition, the alcohol production rate was observed 0.087 g/g cat.h. Also, selectivity in this catalyst for alcohols is 25.6% and products selectivity for C2+alcohols was 34% (without CO2). In addition to producing alcohols from syngas with a good specific activity (g Al./g cat. h), the determined formulation had the highest selectivity for higher alcohols than methanol.
