Ni/Si-MCM-41催化剂在甲烷干重整制氢中的性能:TEOS和稻壳灰作为二氧化硅源制备催化剂载体的评价

IF 0.5 4区 材料科学 Q4 MATERIALS SCIENCE, MULTIDISCIPLINARY
Bárbara Bulhões Cazula, R. Fonseca, F. B. Noronha, H. J. Alves
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Os catalisadores foram sintetizados com 20% (m/m) de niquel por meio de impregnacao umida e foram caracterizados pelas tecnicas de MEV/EDS, fisissorcao de N2, DRX, FTIR, TPD–NH3 e TPR. Os ensaios reacionais foram conduzidos em reator de leito fixo, a 800 oC por 24 h. Os resultados de caracterizacao do material evidenciaram que a sintese catalisadores foi eficiente. Os catalisadores apresentaram significativas diferencas estruturais se tratando das diferentes fontes de silica utilizadas na sintese do suporte catalitico, diferencas essas que foram mais evidentes na area especifica e no diâmetro de poros dos materiais. Essa diferenca pode estar relacionada com a diferenca morfologica do suporte catalitico que influencia diretamente na maneira com a qual a fase ativa ficara disposta na superficie do catalisador. 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摘要

氢是一种具有巨大工业吸引力的产品,特别是当它来自一个对环境影响小的可再生链时。旨在降低成本的催化剂用于申请H2的准备,这个任务的目的是评估影响的两种不同的媒体政策办公室-41,当两种不同来源的四乙基硅(一个商业tetraetila—有另一个残余石英稻壳灰—CCA)时对镍催化剂的性能,应用于甲烷干(RS)改革的反应。采用湿法浸渍法制备了20% (w / w)镍催化剂,并用sem /EDS、N2物理吸附、xrd、FTIR、TPD - NH3和TPR等技术对催化剂进行了表征。在800℃的固定床反应器中进行了24 h的反应试验,材料表征结果表明,催化剂的合成是有效的。在合成催化剂载体时,催化剂表现出显著的结构差异,这些差异在材料的比表面积和孔径上最为明显。这种差异可能与催化剂载体的形态差异有关,后者直接影响活性相在催化剂表面的排列方式。气相色谱法对产物进行了评价,结果表明两种催化剂的转化率和选择性非常相似,转化率为45%的H2。以CCA为基础合成前驱体载体的催化剂的焦炭生成量明显较低。关键词:Si-MCM-41、干重整甲烷、氢气、稻壳灰硅等,在合成高性能镍催化剂催化剂载体方面,CCA是TEOS的一个很有前景的取代基。
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Desempenho de catalisadores Ni/Si-MCM-41 na reforma a seco do metano para geração de H2: avaliação de TEOS e cinzas de casca de arroz como fontes de sílica no preparo do suporte catalítico
O hidrogenio e um produto de grande apelo industrial, ainda mais quando proveniente de uma cadeia renovavel de baixo impacto ambiental. Visando a reducao de custos relacionados ao preparo dos catalisadores utilizados para a obtencao de H2, o presente trabalho teve como objetivo avaliar a influencia de dois diferentes suportes de Si-MCM-41, sintetizados a partir de duas diferentes fontes de silica (uma comercial, ortossilicato de tetraetila – TEOS e outra residual, silica de cinzas de casca de arroz – CCA), no desempenho de catalisadores de niquel quando aplicados na reacao de reforma a seco do metano (RS). Os catalisadores foram sintetizados com 20% (m/m) de niquel por meio de impregnacao umida e foram caracterizados pelas tecnicas de MEV/EDS, fisissorcao de N2, DRX, FTIR, TPD–NH3 e TPR. Os ensaios reacionais foram conduzidos em reator de leito fixo, a 800 oC por 24 h. Os resultados de caracterizacao do material evidenciaram que a sintese catalisadores foi eficiente. Os catalisadores apresentaram significativas diferencas estruturais se tratando das diferentes fontes de silica utilizadas na sintese do suporte catalitico, diferencas essas que foram mais evidentes na area especifica e no diâmetro de poros dos materiais. Essa diferenca pode estar relacionada com a diferenca morfologica do suporte catalitico que influencia diretamente na maneira com a qual a fase ativa ficara disposta na superficie do catalisador. A avaliacao dos produtos gasosos, realizada por cromatografia gasosa, evidenciou resultados de conversao e seletividade muito semelhantes para os dois catalisadores, levando a conversoes de 45% de H2. A formacao de coque no catalisador no qual o suporte precursor foi sintetizado a partir de CCA foi significativamente menor. Nesse sentido, a CCA se destaca como um promissor substituinte para o TEOS na sintese de suportes cataliticos para catalisadores de niquel de alta performance quando aplicados na RS. Palavras-chave: Si-MCM-41, reforma a seco do metano, hidrogenio, silica de cinzas de casca de arroz.
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