تولید هیدروژن با استفاده از فرایند انتقال آب گاز بر روی نانوکاتالیست های فلزهای نجیب بر پایه آلومینیوم اکسید پایدار شده با منیزیم اکسید

چکیده مقاله

رایند انتقال آب ـ گاز یکی از قدیمی ترین واکنش ­های کاتالیستی ناهمگن می­ باشد که در صنعت برای تولید هیدروژن با خلوص بالا و کاهش کربن مونوکسید از گاز سنتز به­کار می ­رود. در این پژوهش، نانوکاتالیست های فلزهای نجیب (Pt، Ir، Rh، Ru و Pd) بر روی پایه آلومینیوم اکسید پایدار شده با منیزیم اکسید ساخته شد و در فرایند انتقال آب – گاز دما بالا برای تولید هیدروژن با خلوص بالا به­ کار گرفته شد. کاتالیست­ های تهیه شده با روش­های پراش پرتو اشعه ایکس (XRD)، اندازه گیری مساحت سطح با روش جذب سطحی نیتروژن (BET)، آنالیز احیای برنامه ریزی شده دمایی (TPR)، جذب شیمیایی هیدروژن سولفید و میکروسکوپ الکترونی عبوری (TEM) مورد ارزیابی قرار گرفتند. بررسی ویژگی­ های ساختاری کاتالیست های تهیه شده بیانگر آن بود که کاتالیست ­ها دارای مساحت سطحی در بازه ­ی 85 تا /g2m 179 هستند. آنالیز TEM این کاتالیست­ ها نیز نشان دهنده ساختار نانوبلورهای با متوسط اندازه کوچک تر از 5 نانومتر می­ باشد که نتیجه­های به ­دست آمده در تطابق با نتیجه­ های به­ دست آمده از آنالیز جذب شیمیایی هیدروژن سولفید برای محاسبه اندازه بلوری فلز فعال می باشد. همچنین بررسی فعالیت کاتالیست ­ها در فرایند انتقال آب گاز نشان داد که از میان کاتالیست ­های ساخته شده، تبدیل کربن مونوکسید بر روی کاتالیست­ های Rh و Ru بیش ­تر بوده که ناشی از انجام همزمان واکنش جانبی متاناسیون می ­باشد. نتیجه ­های کاتالیستی نشان داد که میزان تشکیل متان بر روی کاتالیست Pt ناچیز بوده و می­توان چنین بیان کرد که تمام تبدیل کربن مونوکسید برروی این کاتالیست مربوط به واکنش انتقال آب – گاز می ­باشد. افزون بر این، کاتالیست Pt در مدت زمان 10 ساعت فعالیت پایداری را بدون کاهش در میزان تبدیل مونوکسید کربن نمایش داد.