PREPATION OF NICKEL CATALYSTS SUPPORTED ON CeO2, Al2O3 AND ZrO2 FOR PARTIAL OXIDATION OF METHANE


Creative Commons License

Çınar T., GÜRKAYNAK ALTINÇEKİÇ T.

NCC5 5th National Catalysis Congress, Adana, Türkiye, 23 - 26 Nisan 2014, ss.166-167

  • Basıldığı Şehir: Adana
  • Basıldığı Ülke: Türkiye
  • Sayfa Sayıları: ss.166-167

Özet

Hidrojen,21. Yüzyılda temiz enerji kaynaklarından çevreyi kirletmeden kullanılabilecek alternatif bir yakıt olarak düşünülmektedir. Metan, doğada en çok bulunan hidrokarbon kaynağıdır. Metanın Katalitik kısmi oksidasyonu son yıllarda sentez gazı CO ve H2 üretimi için buhar reforminge iyi bir alternatif olarak yaygınlaşmıştır. Soy metaller metanın katalitik kısmi oksidasyonu için oldukça aktif ve stabildir. Soy metallerin Yüksek maliyet ve sınırlı ulaşılabilirlikleri nikel katalizörleri en iyi alternatif olarak sunmuştur.
Bu çalışmada, metan kısmı oksidasyon reaksiyonunda farlı destek gruplarının etkisini incelemek için nikel katalizörler (Ni/Al2O3, Ni/ZrO2-Al2O3, Ni/ZrO2-CeO2, Ni/CeO2-Al2O3, Ni/ZrO2–Al2O3-CeO2) emdrime yöntemi ile hazırlanmıştır. Katalizörlerin karakterizasyon çalışmaları için X-Işını Kırınımı(XRD), Geçişli Elektron Mikroskobu (HR-TEM),Yüzey Alanı (BET), Sıcaklık Programlı İndirgeme- Yükseltgeme (TPR-TPO) analizleri ile yapılmıştır.Gaz karışımı reaktöre (CH4/O2/N2=29/15/60) 105 mL/dak(GHSV=157,500 L kg-1h-1olacak şekilde beslenmiştir. Reaktör çıkışı 800ºC’de analiz edilmiştir. Aktivite testleri boyunca karbon balansı 95-100% arasında olmuştur. Kararlılık testleri metan fazlası kullanılarak (CH4/O2/N2 = 58/15/58) 800ºC 10 saat boyunca gerçekleştirilmiştir.

 

Hydrogen, a flexible fuel, is thought to be the cleanest energy source of 21st century as it can be used in many fields without polluting the environment.Methane is referred to be the most significant source of hydrocarbon as it is the major component of natural gas and natural gas exists on earth profusely. In recent years, a catalytic partial oxidation of methane to synthesis gas: CO and Hhas been widely investigated as an attractive alternative process to steam
reforming.Noble metals are relatively stable and active in catalytic partial oxidation process,high cost and limited access to those metals made Ni based catalysts as best alternative in catalytic partial oxidation of methane.
In this work supported Ni catalysts (Ni/Al2O3, Ni/ZrO2-Al2O3, Ni/ZrO2-CeO2, Ni/CeO2-Al2O3, Ni/ZrO2–Al2O3-CeO2) were prepared by impregnation method and tested in the catalytic partial oxidation of methane to investigate the effect of support material. The catalysts were characterized by Brunauer Emmett Teller (BET), X-ray diffraction (XRD), temperature programmed reduction (TPR) and Temperature programmed oxidation (TPO) and High Resolution Transmission Electron Microscopy (HR-TEM) Then reactant gas mixture (CH4/O2/N2=29/15/60) was fed to the reactor with the flow rate of 105 mL/min (GHSV=157,500 L kg-1 h-1). Effluents were analyzed at 800 ºC. During the
activity tests, carbon balances were always within 95-100%. The stability tests were carried out using excess methane in order to accelerate the deactivation rate of the catalysts (CH4/O2/N= 58/15/58) at 800ºC for 10 h.