بررسی نقش ساختاری و کاتالیزوری CeO2 و ZrO2 در بهبود عملکرد کاتالیزورهای مبتنی بر چارچوب‌های فلزی-آلی (MOF) در فرایند هیدروژن‌دارکردن CO2 به متانول | ||
| پژوهش های کاربردی مهندسی شیمی - پلیمر | ||
| Volume 9, Issue 4 - Serial Number 34, Autumn 1404, Pages 32-41 PDF (1.36 M) | ||
| Document Type: پژوهشی اصیل | ||
| Authors | ||
| مهدی پورمند* ; علی حق طلب* | ||
| دانشگاه تربیت مدرس | ||
| Abstract | ||
| موضوع تحقیق: کاتالیزورهای چندجزئی مبتنی بر چارچوب‌های فلزی-آلی ZIF-8 با افزودنی‌های مختلف مانند اکسیدسریم (CeO2) و اکسیدزیرکونیوم (ZrO2) به‌صورت متمایز توسعه داده شده‌اند تا نقش اکسیدهای فلزی در ترکیب با چارچوب‌های فلزی-آلی در تبدیل CO2 به متانول مورد بررسی قرار گیرد. هدف از این تحقیق بررسی نحوه تعامل این اکسیدهای فلزی با ZIF-8 و تأثیر آن‌ها در بهبود عملکرد کاتالیزوری برای تبدیل کارآمد CO2 به متانول است، که این فرایند به‌ویژه در کاهش گازهای گلخانه‌ای CO2 و تولید سوخت‌های تجدیدپذیر از اهمیت بالایی برخوردار است. روش تحقیق: ویژگی‌های ساختاری، فیزیکی و شیمیایی کاتالیزورهای سنتزشده با استفاده از مجموعه‌ای از فنون پیشرفته مانند XRD، FT-IR، BET، SEM، TGA، TPR و H2/CO2 TPD به‌دقت مورد تحلیل قرار گرفت. برخلاف بسیاری از مطالعات پیشین که بر تأثیر یک نوع اکسید تمرکز داشتند، این کار تأثیر مقایسه‌ای دو اکسید کلیدی را در نمونه‌های متمایز و پایه کاتالیزوری یکسان با توجه به فنون پیشرفته یادشده آشکار کرده است. اکسیدسریم (CeO2) نقش کلیدی در سامانه کاتالیزوری ایفا می‌کند، زیرا مکان‌های بازی قوی ایجاد می‌کند که برای فعال‌سازی CO2 ضروری هستند. همچنین، اکسیدسریم به تشکیل حالات اکسایش مختلف (Ce3+ وCe4+ ) کمک می‌کند که باعث افزایش قابلیت کاهش کاتالیزور و افزایش سطح ویژه آن می‌شود. در همین حال، اکسیدزیرکونیوم (ZrO2) به‌طور قابل‌توجهی پراکندگی مکان‌های فعال در ساختار کاتالیزور را بهبود می‌بخشد، که منجر به افزایش تعداد مکان‌های فعال در دسترس برای فرایند هیدروژن‌دار کردن CO2 می‌شود. علاوه بر این، عملیات حرارتی کنترل‌شده برای بهبود تشکیل و توزیع این مکان‌های فعال اعمال شد که در نهایت منجر به بهبود عملکرد کاتالیزوری کلی شد. نتایج اصلی: حضور اکسیدسریم با ایجاد مکان‌های بازی فعال‌تر و فراوان‌تر باعث بهبود تبدیل CO2 به متانول می‌شود. از طرف دیگر، اکسیدزیرکونیوم با بهبود پراکندگی مکان‌های فعال در سطح کاتالیزور، باعث افزایش گزینش‌پذیری متانول می‌شود. این دو اکسید فلزی نقش مکملی در بهبود کارایی و گزینش‌پذیری کاتالیزورهای مبتنی بر ZIF-8 در هیدروژن‌دارکردن CO2 به متانول دارند. اثر هم‌افزایی این اکسیدها باعث می‌شود که کاتالیزور مؤثرتر عمل کند و فرایند تبدیل CO2 به‌طور کارآمدتری انجام شود. | ||
| Keywords | ||
| هیدروژناسیون CO2; کاتالیست چندجزئی; ساختار MOF; CeO; ZrO2 | ||
| References | ||
|
| ||
|
Statistics Article View: 259 PDF Download: 183 |
||