Abstract
The nano-CeO2/ZnO catalysts were prepared using a novel combination of homogeneous precipitation with micro-emulsion for oxidative coupling of methane with CO2 as an oxidant. The prepared catalysts were compared with those prepared using the conventional impregnation. The catalysts prepared in two ways were characterized with FTIR, TEM, XRD and CO2-TPD. The effects of the reaction temperature, the amount of ZnO doped in the catalysts and the average size were investigated. The experimental investigation demonstrated that methane conversion over the nano-CeO2/ZnO catalysts prepared by the combined technique was higher than that obtained over catalysts prepared by the conventional impregnation. A better low-temperature activity has also been achieved over the nanocatalysts. There was no clear trend between the average size of nano-CeO2/ZnO catalysts and their catalytic performance but methane conversion increased with increasing fractal dimension of nanocatalyst
چکیده
نانوکاتالیست CeO2/ZnO با استفاده از روشی جديد، ترکیبی از روش بارش همگن به همراه روش میکروامولسیون برای زوج شدن اکسایشی متان با CO2 به عنوان یک اکسنده، تهیه شدند. کاتالیست تهیه شده با کاتالیست های تهیه شده به روش متداول تلقیح، مقايسه شد. کاتالیست های تهیه شده از این دو روش با آنالیزهای FTIR، TEM، XRD و CO2-TPD تعیین ماهیت شدند. تاثیر دمای واکنش، مقدار ZnO در کاتالیست ها و سایز متوسط مورد بررسي قرار گرفتند. تحقيق آزمايشگاهي نشان داد که ميزان تبديل متان بر روی نانوکاتالیست CeO2/ZnO که با تکنیک ترکیبی تهیه شده بزرگ‌تر از میزان تبدیل بدست آمده برروی کاتالیست تهیه شده با روش متداول تلقیح بود. فعالیت دمای پایین مناسبتری نیز بر روی این نانو کاتالیست بدست آمد. هیچ رابطه مشخصی بین سایز متوسط نانوکاتالیست CeO2/ZnO و کارایی کاتالیستی آن وجود نداشت ولی میزان تبدیل متان با افزایش بعد خودمتشابهی (فراکتال) نانوکاتالیست افزایش یافت.
1- مقدمه
اتیلن یکی از مهمترین مواد پایه در صنایع شيميايي مي‌باشد. در حال حاضر توليد اتیلن بيشتر از طریق تجزيه حرارتي مواد نفتی صورت می گیرد. با کاهش تدريجي منابع نفتي روش‌هاي جايگزين توليد اتیلن در سراسر جهان مورد کاوش قرار مي‌گيرند. زوج شدن اکسایشی متان با دی اکسید کربن راهی نويدبخش با استفاده از منابع عظيم گاز طبيعي و دی اکسید کربن، بزرگ‌ترين گاز گلخانه‌اي ساخت بشر، پیش روي ما قرار مي‌دهد...