CoFe, CoW, NiFe in NiW bimetalni nanodelci, naneseni na CeO2-ZrO2 redoks promoviran urejen mezoporozni g-Al2O3 nosilec so bili testirani pri reakciji suhega reforminga metana. CoFe/AlCZ in NiFe/AlCZ izkazujejo visoko in stabilno hitrost pretvorbe metana, in sicer 8.8 in 6.0 mmol CH4/(g/kat min). Aktivnost katalizatorjev na osnovi volframa (CoW/AlCZ in NiW/AlCZ) je opazno nižja (2.8 in 0.8 mmol CH4/(gkat min)), njihova deaktivacija pa je povezana s sintranjem in oksidacijo kovinskih skupkov. NiFe/AlCZ, CoFe/AlCZ in NiW/AlCZ katalizatorji so izkazovali nizko selektivnost za akumulacijo ogljika (delež ogljika na katalizatorju po 20 h katalitskem testu je znašal med 0.6 in 1.2 ut. %), kar potrjuje primernost uporabljenih kovin in učinkovitost redoks promotorja pri uporabljenih reakcijskih pogojih.
COBISS.SI-ID: 5837594
V tej raziskavi smo preučevali nanašanje CeZrO2 na komercialno dostopen β-SiC (SICAT), urejen mezoporozen β-SiC, sintetiziran v naših laboratorijih, kot tudi na γ-Al2O3 z namenom razkriti razlike v stabilnosti bimetalnih NiCo katalizatorjev reakciji reforminga CH4 in CO2. Različne metode so bile uporabljene za nanos CeZrO2, ki se je med reakcijo ohranil v obliki trdne raztopine, medtem ko je zaradi izpostavitve visoki reakcijski temperaturi prišlo do vgradnje Ni in Co v strukturo Al2O3 in posledično so nastali spineli. Stabilnostni testi, trajajoči 550 h so pokazali da je nanos aktivnih komponent z tehniko mokre impregnacije, in homogene precipitacije v dveh stopnjah najbolj učinkovit. Tako pripravljeni SICAT/CeZrO2 in γ-Al2O3/CeZrO2 katalizatorji niso izkazovali nobene deaktivacije med opravljenimi katalitskimi testi.
COBISS.SI-ID: 37574917
V tem članku so predstavljeni vplivi morfologije kovinskih delcev, delež kovine prehoda in redoks sposobnost CeO2-ZrO2 nosilca vplivajo na aktivnost in stabilnost pri reakciji suhega reforminga metana. Kemijska sestava katalizatorja in ustrezna sintezna metoda sta omogočili pripravo materialov kateri ne akumulirajo ogljika na svoji površini med reakcijo reforminga metana. Izražene redoks lastnosti nosilca igrajo ključno vlogo pri preprečevanju poogljičenja in so optimalno razvite pri nanokristaliničnih delcih trdne raztopine cerijevega-cirkonijevega mešanega oksida. Nikelj in kobalt morata biti fino dispergirana po nosilcu, saj je učinkovitost odstranjevanja ogljika povezana z fazno mejo kovina-nosilec. Pri višjih deležih aktivnih kovin (12-18 ut. % v primerjavi z 3-6 ut. %) je doprinos k višji katalitski aktivnosti zanemarljiv, se pa bistveno poveča hitrost poogljičenja.
COBISS.SI-ID: 37867525
Stabilno delovanje katalizatorja v daljšem časovnem okviru je ena od temeljnih zahtev v heterogeni katalizi. Sintetizirani katalizatorji na osnovi kovin prehoda, dispergirani na redoks nosilcih so bili okarakterizirani z naprednimi površinsko občutljivimi in-situ in operando tehnikami. Opažene fizikalno kemijske spremembe smo korelirali s spremembami katalitske aktivnosti analiziranih materialov. Ugotovili smo, da je oksidacija aktivnih NiCo bimetalnih kovinskih skupkov zelo odvisna od njihove velikosti. Oksidacija je glavni razlog za deaktivacijo katalizatorja. Ponovna vzpostavitev začetne katalitske aktivnosti je povezana z ponovno redukcijo rastočih NiCo bimetalnih delcev in rekristalizacijo CeO2-ZrO2 redoks nosilca. Z različnimi karakterizacijskimi tehnikami bomo pridobili podrobne informacije o obnašanju in delovanju katalizatorjev, katere bomo razvijali v tem raziskovalnem projektu.
COBISS.SI-ID: 37294341