Studies on high performance NI-based composite catalysts for preferential methanation of CO in a SYNGAS

Abstract

تم استخدام المحفز الميثيلي في الصناعات لتنقية المواد الغازية بسبب عدم وجود نشاط للميثان. إن الأداء الفائق للمحفز الميثيلي يعد هدفاً للباحثين في هذه الأيام للعمليات الجديدة كتكنولوجيا بطاريات الوقود وتصنيع وقود الغاز النظيف. يشمل العمل إعداد عينات من حفازات النيكل متعددة العناصر ودراسة خواص الاختزال باستخدام الاختزال الحراري المتزامن (TPR) وتعيين خواص وتقويم الأداء بستخدام مفاعل مصغر متواصل الدفق. خليط الغاز المغذي للمفاعل يتكون من 6% غاز أول أكسيد الكربون، 6% غاز ثاني أكسيد الكربون، 44% غاز الهيدروجين و 44% غاز النيتروجين. الظروف التشغيلية هي 1 ضغط جوي ودرجات حرارة مختلفة تتراوح بين 200 درجة مئوية و 500 درجة مئوية. ولقد مكنت طريقة الـ TPR من تشخيص تأثير إضافة المعادن النفيسة لأكاسيد المعادن القلوية وشرح ميكانيكية الارتباط. وقد أظهرت النتائج أن الحفاز رباعي العناصر هو الأنشط بين المحفزات الموجودة في المراجع كمحفز. وهنا تتم عملية الميثنة لأول أكسيد الكربون CO بشكل مفضل عند درجة حرارة 230 درجة مئوية لثاني أكسيد الكربون CO2 بعد تحويل CO. وبينما كان غاز الـ CO موجوداً ضمن غاز التصنيع فإن CO2 الميثنة كان معاقاً. إن وجود الـ La2O3 مع الـ Ni يؤدي إلى زيادة الانتشار السطحي والقاعدية لذلك تزداد فعالية المحفز بإضافة الـ La2O3 مع الـ Ni. كما أن نشاط المحفز قد ازداد أكثر بإضافة كميات ضئيلة من الروثينيوم والرديم من مجموعة البلاتينية. إن هذه المعادن قد زادت من الأدمصاص التفككي لغاز الهيدروجين وبذلك قللت من استخدام المكون الرئيسي للمحفز NiOx بواسطة خاصية انسياب الهيدروجين. وقد تم ربط بين النتائج الجيدة للـ TRP والأداء التحفيزي لانتقاء الميثنة لـ CO.