Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Nghiên cứu quá trình reforming khô metan trên xúc tác carbide Co–Mo được hỗ trợ bởi ZrO2
Tóm tắt
Quá trình reforming khô metan có tiềm năng trở thành một phương pháp hiệu quả cho việc sử dụng CO2 thông qua việc sản xuất syn-gas. Trong nghiên cứu này, các xúc tác carbide bimetallic Co–Mo được hỗ trợ bởi ZrO2 đã được chuẩn bị thông qua phương pháp kết tủa đồng thời bằng quy trình giảm và cacbon hóa kết hợp sử dụng hỗn hợp CH4/H2 (20/80%). Tất cả các vật liệu được tổng hợp này đã được thử nghiệm ở 850°, dưới áp suất khí quyển và tỷ lệ CO2:CH4 là 1. Tầm quan trọng của sự hỗ trợ từ ZrO2 đã ngay lập tức trở nên rõ ràng khi nó cho thấy tỷ lệ chuyển đổi cao hơn so với xúc tác Mo2C khối có diện tích bề mặt thấp tương ứng, điều này chúng tôi quy cho các vị trí hoạt tính acid và base lewis trên bề mặt của ZrO2. Từ các thử nghiệm xúc tác và các mẫu nhiễu xạ tia X (XRD) trước và sau phản ứng, chúng tôi nhận thấy rằng sự phân tán khác nhau của các carbide đơn kim loại, do thay đổi nhiệt độ tiền gia nhiệt trên ZrO2, không ảnh hưởng đáng kể đến tỷ lệ chuyển đổi hay năng suất. Ngược lại, việc tích hợp các nguyên tử cobalt vào mạng Mo2C đã nâng cao đáng kể tỷ lệ chuyển đổi, năng suất và độ ổn định của các xúc tác. Các mẫu XRD sau phản ứng chỉ ra rằng carbide bimetallic đã cải thiện khả năng chống lại hiệu ứng oxy hóa được biết là làm mất hoạt tính xúc tác Mo2C. Ngoài ra, việc tăng cường lượng Co trong các carbide kim loại hỗn hợp cũng đã chứng minh là làm tăng khả năng chống lại phản ứng chuyển đổi nước- khí ngược, dẫn đến việc cải thiện độ ổn định của năng suất H2.
Từ khóa
#quá trình reforming khô #metan #xúc tác carbide #Co–Mo #ZrO2 #khai thác CO2 #sản xuất syn-gasTài liệu tham khảo
Al-Fatesh ASA, Fakeeha AH (2011) Reduction of green house gases by dry reforming: effect of support. Res J Chem Environ 15(2):259–268
Ashcroft AT, Cheetham AK, Green MLH, Vernon PDF (1991) Partial oxidation of methane to synthesis gas using carbon dioxide. Nature (London) 352(6332):225–226
Basini L, Sanfilippo D (1995) Molecular aspects in syn-gas production: the CO2-reforming reaction case. J Catal 157(1):162–178
Bhattacharyya K, Danon A, Vijayan BK, Gray KA, Stair PC, Weitz E (2013) Role of the surface lewis acid and base sites in the adsorption of CO2 on titania nanotubes and platinized titania nanotubes: an in situ FT-IR study. J Phys Chem C 117(24):12661–12678
Bom D, Andrews R, Jacques D, Anthony J, Chen B, Meier MS, Selegue JP (2002) Thermogravimetric analysis of the oxidation of multiwalled carbon nanotubes: evidence for the role of defect sites in carbon nanotube chemistry. Nano Lett 2(6):615–619
Bradford MCJ, Vannice MA, Ruckenstein E (1999) CO2 reforming of CH4. Catal Rev Sci Eng 41(1):1–42
Brungs AJ, York APE, Claridge JB, Marquez-Alvarez C, Green MLH (2000) Dry reforming of methane to synthesis gas over supported molybdenum carbide catalysts. Catal Lett 70(34):117–122
Budiman AW, Song S-H, Chang T-S, Shin C-H, Choi M-J (2012) Dry reforming of methane over cobalt catalysts: a literature review of catalyst development. Catal Surv Asia 16(4):183–197
Claridge JB, York APE, Brungs AJ, Marquez-Alvarez C, Sloan J, Tsang SC, Green MLH (1998) New catalysts for the conversion of methane to synthesis gas: molybdenum and tungsten carbide. J Catal 180(1):85–100
Courty P, Durand D, Freund E, Sugier A (1982) C1-C6 alcohols from synthesis gas on copper-cobalt catalysts. J Mol Catal 17(2–3):241–254
Darujati ARS, Thomson WJ (2005) Stability of supported and promoted-molybdenum carbide catalysts in dry-methane reforming. Appl Catal A 296(2):139–147
Erdoehelyi A, Cserenyi J, Papp E, Solymosi F (1994) Catalytic reaction of methane with carbon dioxide over supported palladium. Appl Catal A 108(2):205–219
Erdohelyi A, Cserenyi J, Solymosi F (1993) Activation of methane and its reaction with carbon dioxide over supported rhodium catalysts. J Catal 141(1):287–299
Fakeeha AH, Khan WU, Al-Fatesh AS, Abasaeed AE (2013) Stabilities of zeolite-supported Ni catalysts for dry reforming of methane. Cuihua Xuebao 34(4):764–768
Halawy SA, Mohamed MA, Bond GC (1993) Characterization of unsupported molybdenum oxide-cobalt oxide catalysts. J Chem Technol Biotechnol 58(3):237–245
Luisetto I, Tuti S, Di Bartolomeo E (2012) Co and Ni supported on CeO2 as selective bimetallic catalyst for dry reforming of methane. Int J Hydrogen Energy 37(21):15992–15999
Naito S, Tsuji M, Miyao T (2002) Mechanistic difference of the CO2 reforming of CH4 over unsupported and zirconia- supported molybdenum carbide catalysts. Catal Today 77(3):161–165
Shao H, Kugler EL, Ma W, Dadyburjor DB (2005) Effect of temperature on structure and performance of in-house cobalt-tungsten carbide catalyst for dry reforming of methane. Ind Eng Chem Res 44(14):4914–4921
Steinhauer B, Kasireddy MR, Radnik J, Martin A (2009) Development of Ni–Pd bimetallic catalysts for the utilization of carbon dioxide and methane by dry reforming. Appl Catal A 366(2):333–341
Takayasu O, Hongo N, Matsuura I (1993) Spillover effect for the reducing reaction of CO2 with CH4 over SiO2-supported transition-metal catalysts physically mixed with MgO. Stud Surf Sci Catal 77:305–308
Tsipouriari VA, Zhang Z, Verykios XE (1998) Catalytic partial oxidation of methane to synthesis gas over Ni-based catalysts I. Catalyst performance characteristics. J Catal 179(1):283–291
Xiao T-C, York APE, Al-Megren H, Williams CV, Wang H-T, Green MLH (2001) Preparation and characterization of bimetallic cobalt and molybdenum carbides. J Catal 202(1):100–109
Yan Z-F, Ding R-G, Song L-H, Qian L (1998) Mechanistic study of carbon dioxide reforming with methane over supported nickel catalysts. Energy Fuels 12(6):1114–1120
York APE, Claridge JB, Brungs AJ, Tsang SC, Green MLH (1997) Molybdenum and tungsten carbides as catalysts for the conversion of methane ot synthesis gas using stoichiometric feedstocks. Chem Commun (Cambridge) 1:39–40