منابع پایان نامه ارشد با موضوع اکسیداسیون

دانلود پایان نامه ارشد

کاهش می دهد[۲۱].
در کار Olivier dulaurentنیز کاتالیستها با روش تلقیح خشک ساخته شدند.
تهیهی یک سری از کاتالیستهای 6/0 درصد وزنی Rh/Al2O3:
تعداد مراحل: شامل 4 مرحلهی کلی میباشد.
مواد اولیه: گاما آلومینا، محلول آبی RhCl3
تهیهی یک سری از کاتالیستهای 3 درصد وزنی Rh/Al2O3:
تعداد مراحل: شامل 4 مرحلهی کلی میباشد.
مواد اولیه: گاما آلومینا، محلول آبیRhCl3 [۲۲].
تحلیل روش اوره
سری دیگری از کاتالیست ها با روش اوره به دست آمدند.
تعداد مراحل: شامل 10 مرحلهی کلی میباشند.
اندازه ذرات تولیدی: احتمالا دارای قطر در حدود ۰/۶ نانومتر میباشند.
مواد اولیه : محلول IrCl3 .xH2O، اوره، آلومینا، آب مقطر، HCl [۱۹].
تحلیل روش سل-ژل
کاتالیستها در روش سوم توسط oil-drop/sol – gel آماده شدهاند.
تعداد مراحل: شامل 10 مرحله میباشد.
اندازه ذرات تولیدی: اندازه ذرات 50 نانومتر میباشد.
مواد اولیه: آب مقطر، الکل، HNO3 یک مولار، آلومینیوم تری-سک-بوتوکساید، تری ایزو پروپوکساید، محلول Co(NO3)2 ,Fe(NO3)2 یا CuNO3 یا اکسیدهای فلزی نانو ذره Fe2O3 یا CuO. روغن معدنی، محلول یون فلز/آمونیاک، محلول معدنی روغن/آمونیاک[۲۳].
تحلیل روش میکروامولسیون
در روش سوم کاتالیستها با روش میکرو امولسیون آماده شدهاند.
تعداد مراحل: شامل 9 مرحله میباشد.
اندازه ذرات تولیدی: اندازه ذرات در محدودهی کمتر از 5 تا 30 نانومتر میباشد.
اندازه ذره فلزی رودیوم بر پایهی گاما-آلومینا در جدول(۴-۱) آورده شده است.
جدول۴-۱-اندازه ذره فلزRh روی کاتالیستهایγ- Al2O3 [۲۴].
d_Rh (nm)
Catalysts
5
RhA
5
RhB
10
RhC
22
RhD
30
RhE
به منظور دستیابی به یک سری از کاتالیستها با نمایش اندازه ذرات Rh متفاوت یک استراتژی دنبال شد که مقدار Rh پیشگام به یک مقدار ثابت ( g 13/0) برای همه ی نمونهها تنظیم شده بود. 2 مجموعه از آمادهسازیها بدست آمد. برای Rh A ، Rh D و Rh E، نسبت وزنی سورفکتانت به روغن به یک مقدار 27/0 تنظیم شده بود. برای Rh B،Rh C ، نسبت S/O، 15/0 بود. سپس، نسبت مولی آب به سورفکتانت ( w_0) از 18/9 به 53/0 تعیین شد[۲۴].
مواد اولیه : (x=3-6) RhCl3 .xH2O ، مخلوط (سورفکتانت)39 Berol 050 ، ایزو اکتان (فاز روغن)، هیدرازین ،- Al2O3 γ ( (≈ 150 m^2/g تترا هیدرو فوران، آب، اتانول[۲۴].
میتوان سیر مطالعاتی روی کاتالیستهای ایریدیوم بر پایهی آلومینا را بر اساس ترتیب زمانی در جدول (۵-۱) مشاهده نمود. البته همهی این کاتالیستها بصورت عملیاتی در تراستر به کار گرفته نشدهاند.

جدول۵-۱-کاتالیستهای ایریدیوم بر پایهی آلومینا[۸].
سال
کاتالیست
نویسنده
۱۹۷۳
Ir بر پایه Al2O3
Escard et al.
۱۹۷۸-۱۹۸۰
Ir بر پایه Al2O3 با بارگذاری بیش از ۳۰ %وزنی با استفاده از نمکهای متفاوت
Armstrong et al.
۱۹۸۲
Ir وIr روی آلومینا
Smith et al.
۱۹۸۶
Ir روی آلومینا
Kip et al.
۱۹۹۹-۲۰۰۰
Ir روی آلومینا با ۱-۲۹ درصد فلز
Balcon et al.
۲۰۰۳
Ir روی آلومینا
Soares Neto et al.
۲۰۰۳
Ir وRuبر پایه آلومینا
Soares Neto et al.
۲۰۰۴-۲۰۰۵
Ir بر پایه آلومینا با ۲۲،۱۲و۳۰ درصد فلز
Soares Neto et al.
۲۰۰۴-۲۰۰۵
Ir بر پایه آلومینا با ۱/۸،۱۰/۸و۲۲/۱ درصد فلز
Lin Li et al.
۲۰۰۵-۲۰۰۶
Irn/Al2O3/NiAl(110)
Chaoyang Fan et al.
۲۰۰۶
Ir با درصدهای بین ۲۹ و ۳۵ بر پایه های مختلف(برای تجزیه هیدرازین هیدرات)
Sung June Cho et al.
۲۰۰۹
Ir با درصدهای ۵/۸ ،۱۰/۸ و۱۶/۴ بر پایه آلومینا برای تجزیه هیدرازین هیدرات
Young Bae Jang et al.
۲۰۱۱
Ir بر پایه آلومینا با بارگذاری۳۰ % وزنی
Soares Neto et al.

۱۲-۱-مناسبترین روش ساخت کاتالیست Ir/γ-Al2O3
با توجه به نتایج، در بین روشهای ذکر شده، روش تلقیح خشک که به نوعی تلقیح میباشد ترجیح داده میشود. چون دارای تعداد مراحل کمتر و همچنین قطر ذرات تولید شدهی کمتر به نسبت سایر روشهای مذکور میباشد. علاوه بر این در روش میکروامولسیون از هیدرازین که سمی است به عنوان احیاءکننده استفاده شده است. با استفاده از روش تلقیح مقادیر بالای بارگذاری بدست میآید، در حالیکه این امر در روشهایی مانند میکرو امولسیون صورت نمیگیرد.
به طور کلی در این روش میتوان به این مراحل اشاره کرد:
– قرارگرفتن پایه در محلول و جذب فلز روی پایه: محلول توسط نیروهای موئینه داخل حفرات پایه وارد میشود و پخش میشود. این عملکرد نسبتا سریع است، اگرچه توسط حضور هوای پنهان شده در پایه از سرعت کاسته میشود. حداکثر مقدار پیشگام که میتواند وارد شود بستگی دارد به:
۱-حلالیت نمک پیشگام در حلالش
۲-حجم تخلخل پایه[۱۱]
اصولا برای ساخت کاتالیستهای فلزی پایهدار از محلول نمکی فاز فعال استفاده میشود. عمدتا نمکهای کلرید یا نیترات فاز فعال به کار گرفته میشوند. در میان نمکهای مناسب ایریدیوم که در روش تلقیح میتوان استفاده نمود، به عنوان مثال H2IrCl6 ، H3IrCl6 ، HIrCl2(OH)2 ، IrCl3 ;H2O ، (NH4) IrCl6 ، (NH4)2 (IrCl5(H2O) ،[Ir(NH3)4Cl2]Cl و [Ir(NH3)5(H2O)]Cl3 هستند[۲۵]. در برخی روشها از کمپلکسهای فلز مربوطه استفاده میشود. به عنوان مثال ساخت و تعیین مشخصهی کاتالیستهای ایریدیوم پایهدار با استفاده از کمپلکس Ir4(CO)12 توسط اندرسون سال ۱۹۷۷گزارش شد[۳].
-خشک کردن: خشک کردن برای تبلور پیشگام در حفرات پایه از طریق فوق اشباع کردن محلول با استفاده از تبخیر ساده انجام میگیرد.
-کلسیناسیون: هدف از کلسیناسیون پایههای اشباع شده تثبیت ساختار شیمیایی پیشگام قبل از فعال کردن نهایی در راکتور است[۱۱].
دو عامل وابسته به یکدیگر برای انتخاب تکنیک تلقیح و شرایط خشک کردن، قطعی هستند:
۱-استحکام جذب ترکیب فلز روی پایه
۲-محتوای فلزی کاتالیست نهایی
دو تکنیک برای تلقیح در فاز مایع میتواند بهکار گرفته شود:
۱-در جذب کم، تکنیک تلقیح انتخاب شده، تلقیح خشک خواهد بود. در این مورد مقدار ترکیب فلزی خواسته شده در حجم کافی آب برای پر کردن حجم تخلخل کل پایه حل گردیده است.
۲-در جذب قوی، پایه میتواند با مقدار حلال اضافی آغشته شود و محلول از طریق ذرات پایه بستر منتشر شود. ترکیب فلز از محلول داخل ذره پایه نفوذ میکند و سپس جذب میگردد(روش غوطه ورشدن40)[۱].
در شکل(۶-۱) متغیرهای ساخت برای طراحی آزمایش تلقیح پالادیوم بر آلومینا آورده شده است.

شکل۶-۱-متغیرهای ساخت برای طراحی آزمایش تلقیح پالادیوم بر آلومینا[۲۶].
البته این متغیرها برای طراحی آزمایشی برای ساخت پالادیوم بر پایه آلومینا و عملکرد آن در هیدروژندار کردن ۱و۳-بوتا دی ان در نظر گرفته شده است، که میتوان اثر برخی از این عوامل را در تحقیق حاضر نیز بررسی نمود.
اثر مرحله جذب توسط چهار عامل مختلف مطالعه شده است:
-زمان تلقیح به عنوان زمانی بین افزودن محلول فلز و لحظهای که تبخیر محلول اضافی و خشک شدن توسط گرما دادن مواد آغاز شده است، تعریف گردیده است.
-نسبت بین مقدار محلول تلقیح و حجم تخلخل پایه
-سرعت همزدن به چرخش همزن
-فرآیند جذب سطحی عمدتا به تفاوت بین مقدار pH محلول تلقیح و نقطه ایزوالکتریک پایه بستگی دارد، در حالیکه این تفاوت مثبت است، بارهای سطح پایه منفیاند و کاتیونها جذب سطحی میشوند و بالعکس[۲۶]. pH در حالیکه گروههای هیدروکسیل بیبار هستند نقطه بار صفر(PZC) یا ایزوالکتریک نامیده میشود[۲۷].
باید توجه داشت pH محلول آغشته سازی روی قرارگیری کریستال فلز یا فلزات روی سطح پایه اثر دارد. با نمکهای ایریدیوم به عنوان مثال تری کلراید ایریدیوم آبدار، pH در ناحیه حدود ۰/۵ تا ۴ مطلوب است[۲۵].
سه متغیر برای بررسی اثر خشک کردن انتخاب شدهاند: سرعت حرارت دهی، دما و زمان خشک کردن.در مرحله کلسیناسیون نیز سه پارامتر سرعت حرارت دهی، دمای حرارت دهی و زمان، توصیف شدهاند[۲۶].
بهینهسازی تعداد مراحل اشباعسازی برای رسیدن به بارگذاری بالای فلز فعال (۴۰-۵ %) بر اساس حلال، حالت اکسیداسیون نمک فلز فعال و pH در طول اشباعسازی بوده است و به تجزیه حرارتی حد واسط یا حتی شرایط احیای حد واسط بستگی دارد[۸].
برای تهیه محلول آغشته سازی از HCl نیز استفاده میشود. این افزودنی با هگزا کلرو ایریدات برای مکانهای جذب موجود روی سطح پایه رقابت میکنند. این سبب میشود فلز نفوذ عمیقتر به داخل دانه برای پر کردن مکانهای خالی داشته باشد. در شکل(۷-۱) ارتباط افزودن اسید با عمق نفوذ و بازده فرآیند دیده میشود[۱].

شکل۷-۱- نفوذ پلاتین وابسته به اسید HCl[۱].
این شکل نشان میدهد افزایش میزان اسید بیش از ۰/۶ میلی مول باعث کاهش بازده میشود[۱].
با توجه به مطالب ذکر شده تکپیشرانه هیدرازین به عنوان پرمصرفترین تکپیشرانه میباشد. این ماده با عبور از بستر کاتالیستی تولید انرژی و گرما میکند. در واقع با تولید گازهای سبک نیروی پیشران ایجاد میکند، که میتواند در تراسترهای بهکار رفته در ماهوارهها برای کنترل موقعیت استفاده گردد. سالهاست که کاتالیست Al2O3 – γ Ir/ به عنوان مناسبترین کاتالیست برای تخریب کاتالیستی هیدرازین مورد استفاده قرار میگیرد. روش تلقیح نیز برای ساخت این کاتالیست ترجیح داده میشود.
در ادامه به بررسی روش ساخت کاتالیستهای دو فلزی ایریدیوم-نیکل بر پایه آلومینا پرداخته میشود. برای بهبود برخی خواص و مقرون به صرفه شدن کاتالیست از لحاظ اقتصادی از کاتالیستهای دو فلزی استفاده میشود] البته این در تحقیقات آمده است و عملا در تراستر واقعی به کار گرفته نشده است[.
۱۳-۱-کاتالیستهای دو فلزی
کاتالیستهای دو فلزی اغلب فعالیتها و انتخابگریهایی متفاوتی را از کاتالیستهای تک فلزی مشابه، نشان میدهند[۲۸]. این کاتالیستها اغلب برای نشان دادن خصوصیات تازه41 که آنها را از کاتالیستهای تک فلزی مشابه متفاوت میکنند، شناخته شدهاند. گروههای تحقیقاتیای برای بدست آوردن فهم بهتری از این خصوصیات به منظور پیشگویی و طراحی کاتالیست دو فلزی در کاربردهای فراوان تلاش کردهاند. هر یافتهای بیان میکند که خصوصیات کاتالیستی کاتالیستهای دو فلزی میتواند با تنظیم مقادیر نسبی دو فلز هماهنگ شود[۲۹].
همانطور که ذکر شد، به علت قیمت بالای نمک ایریدیوم، میتوان از میزان ایریدیوم کاسته و از فلز دومی استفاده نمود. در میان کاتالیستهای فلزی پایهدار برای تجزیه آمونیاک، کاتالیستهای پایهدار بر اساس نیکل است که فعالیت کاتالیستی خوبی (نزدیک به نمونههای ایریدیوم و روتنیوم) نشان میدهد[۳۰]. از این رو برای انتخاب زوج همراه با ایریدیوم از نیکل استفاده میشود.
قبل از پرداختن به چگونگی ساخت کاتالیست نیکل-ایریدیوم، شرایط ساخت کاتالیست تک فلزی نیکل بررسی میگردد.

۱-۱۳-۱-ساخت کاتالیستهای نیکل بر پایه آلومینا
در این بخش به ساخت کاتالیست نیکل بر اساس مطالعهای از مینگ یان ژنگ42 و همکارانش پرداخته شده است.
کاتالیستهای فلزی از جمله Ni/Al2O3، ۲۱ درصد وزنی توسط تلقیح خشک با استفاده از محلول آبی نمک فلز مانند Ni(NO3)2.H2O ساخته شدهاند. بعد از خشک کردن در دمایoC ۱۲۰ برای ۱۲ ساعت، نمونهها در هوا درoC ۴۵۰ به مدت ۲ ساعت کلسینه شدهاند و در ادامه احیا در H2 خالص برای ۲ ساعت انجام گردید[۳۱].
در ادامه به ساخت کاتالیست نیکل با فلز دوم مثل رنیوم و ایریدیوم پرداخته شده است.
-در کار لینشنگ ونگ43 و همکارانش کاتالیست نیکل-رنیوم بر پایه آلومینا توسط تلقیح Ni/Al2O3 با محلول آبی NH4ReO4 ساخته شدهاند. در ادامه خشک کردن در K ۳۸۳ برای ۶ ساعت و کلسیناسیون در K ۷۷۳ به مدت ۶ ساعت انجام گردیده است. خود Ni/α-Al2O3 توسط تلقیح–Al2O3 α با محلول آبی Ni(NO3)2.6H2O و سپس خشک کردن در k ۳۸۳ برای ۶ ساعت و کلسیناسیون در K ۷۷۳ به مدت ۶ ساعت ساخته شد[۳۲].
-با تنظیم غلظت نمک نیکل در محلول آبی، با توجه به وزن نیکل فلزی مورد نظر، انتقال فلز از محلول به کاتالیست ایریدیوم بر پایهی آلومینای مرطوب صورت گرفت. مخلوط تبخیر شده که برای خشک کردن از یک حمام بخار استفاده شده است سپس در هوا در K ۳۷۳ و کلسیناسیون برای ۱ ساعت درK ۵۷۳ انجا

پایان نامه
Previous Entries منابع پایان نامه ارشد با موضوع میزان بارگذاری، اکسیداسیون Next Entries منابع پایان نامه ارشد با موضوع دی اکسید کربن، رطوبت نسبی