بهبود پایداری، فعالیت و گزینش‌پذیری از طریق ایجاد گروه‌های عاملی در نانوکاتالیست کبالت بر پایه نانو لوله کربنی در فرآیند فیشر-تروپش

Abstract

در این مقاله اثر ایجاد گروه‎های عاملی بر روی سطح پایه نانو لوله کربنی به عنوان پارامتر موثر در توزیع بهتر فاز فعال در کاتالیست‎های کبالت، مورد بررسی قرار گرفته است. کاتالیست‌های مورد نظر روی پایه نانو لوله کربنی معمولی و عامل‌دار شده با بارگذاری 10% وزنی کبالت ساخته شد. کاربرد این کاتالیست‌ها در سنتز فیشر- تروپش نشان داده که تزریق هم‌زمان هیدروژن و مونوکسیدکربن به نسبت 2 به 1 باعث بهبود فعالیت، گزینش‌پذیری و پایداری کاتالیست می‌شود. کاتالیست با روش‌های مختلف آنالیز شده که این روش‌ها شامل آنالیز XRDا، TEM، جذب شیمیایی هیدروژن، TPR، آزمایشات سنجش فعالیت، گزینش‌پذیری و پایداری کاتالیست می‌باشد. منحنی TPR نشان می‌دهد که کاتالیست کبالت روی نانو لوله کربنی عامل‌دار شده نسبت به کاتالیست کبالت روی نانو لوله کربنی معمولی، دارای ذرات کنترل شده‎تر فاز فعال بوده و این ذرات دماهای پیک احیاء را به سمت دماهای پایین‌تر انتقال می‎دهند که نشانه توزیع بهتر کبالت و احیاء‌پذیری بهتر ذرات فاز فعال در این نوع کاتالیست‌ها می‌باشد. همچنین این توزیع بهتر و یکنواخت فاز فعال، باعث بهتر شدن عملکرد این کاتالیست در فرآیند فیشر- تروپش می‌گردد. در یک مقایسه انجام شده، میزان تولید محصولات سنتز فیشر- تروپش از 35/0 به (Hyd./gcat./min .g) 43/0، میزان درصد تبدیل مونوکسید کربن از 8/52 به 5/62%، میزان گزینش‌پذیری C5+ از 85 به90% افزایش یافت و همچنین میزان گزینش‌پذیری CH4 از 11 به 5% کاهش یافته است: همچنین پایداری کاتالیست به میزان قابل ملاحظه‌ای در طول 120 ساعت واکنش نسبت به کاتالیست کبالت بر پایه نانو لوله کربنی معمولی افزایش یافته است.