بررسی فعالیت کاتالیست های دو فلزی بر پایه ZSM-5 در واکنش متان به بنزن

بررسی فعالیت کاتالیست های دو فلزی بر پایه ZSM-5 در واکنش متان به بنزن
بررسی فعالیت کاتالیست های دو فلزی بر پایه ZSM-5 در واکنش متان به بنزن
70,000 ریال 
تخفیف 15 تا 30 درصدی برای همکاران، کافی نت ها و مشتریان ویژه _____________________________  
وضعيت موجودي: موجود است
تعداد:  
افزودن به ليست مقايسه | افزودن به محصولات مورد علاقه

تعداد صفحات : 74 صفحه _ فرمت این پایان نامه PDF می باشد. دریافت فایل بلافاصله پس از پرداخت آنلاین.


فهرست مطالب

چکیده 1
فصل اول-کلیات تحقیق  2
-1-1 بیان مسأله. 3
-2-1 ضرورت انجام تحقیق 5
-3-1 اهداف تحقیق. 6
-4-1 متغیرهای تحقیق 6
-5-1 فهرست واژه های کلیدی و اصطلاحات. 6
فصل دوم-پیشینه تحقیق 7
1-2 ( واکنش هیدروکربن های سبک روی سطوح کربیدی فلزات واسطه. 8
2-2 ( هیدروكربنهای خطي  9
1-2-2 ( مولكو لهای C‌9 . 2
2-2-2 ( مولكو لهای C3 و C‌11  4
1-2-2-2 ( واکنشهای ایزومریزاسیون هیدروکربن های خطي 11
3-2 ( هیدروكرب نهای حلقوی. 13
4-2 ( آروماتی كها. 16
5-2 ( واكنش مولكو لهای اكسیژن دار 16
1-5-2 ( الكل ها 16
2-5-2 ( كربن دی اكسید  19
6-2 ( واكنش با مولكو لهای گوگرددار. 19
1-6-2 ( تیوفن. 19
و
2-6-2 ( آلكان تیول21
3-6-2 ( واکنش HDS روی سطوح کربیدی. 22
7-2 ( واكنش مولكولهای نیتروژن دار. 22
1-7-2 ( آمونیاك22
2-7-2 ( نیتریل ها. 22
3-7-2 ( واکنشهای HDN روی کربیدها 23
8-2 ( واکنش آروماتیزاسیون متان و تبدیل آن به بنزن 23
1-8-2 ( تاریخچه. 24
2-8-2 ( مکانیسم های ارائه شده25
3-8-2 ( نقش پایه 26
9-2 ( استفاده از کربید تنگستن در تکنولوژی پیل سوختي26
11-2 ( همبستگي واكن شپذیری سطح با خواص الكتروني. 27
1-11-2 ( شباهت ها و اختلافات بین سطوح TMC و فلزات گروه Pt 27
2-11-2 ( مدل سازی نظری خواص سطحي. 29
فصل سوم-روش تحقیق.  33
1-3 ( تهیه کاتالیست ها 34
1-1-3 ( ساخت کاتالیست های تنگستن و مولیبدن بر پایه ZSM-34 . 5
2-3 ( شناسایي کاتالیست.  34
3-3 ( سیستم راکتوری. 35
1-3-3 ( واکنش دهیدروآروماتیزاسیون متان. 36
فصل چهارم-تجزیه و تحلیل داده ها. 39
1-4 ( شناسایي کاتالیست  41
2-4 ( درصد تبدیل و گزینش پذیری محصولات. 41
ز
3-4 ( بررسي نقش قطر کانا لهای پایه. 43
فصل پنجم-بحث، نتیجه گیری و پیشنهاد ها 53
منابع و مآخذ. 56

ح
فهرست جداول
عنوان فهرست
1(: مكانیس مهای پیشنهاد شده برای تبدیل مستقیم متان به بنزن 5 - )جدول 1
1(: زمان بازداری و ضریب تصحیح محصولات مایع وگازی مربوط به واکنش دهیدروآرماتیزاسیون - )جدول 4
متان  38


ط
فهرست اشکال
عنوان فهرست
) 1(: واكن شهای هیدروکربن های مختلف روی سطح ) 111 - )شكل 2 Pt ) 1( تشکیل اتیلیدین، 2 .
دهیدروژناسیون 2- بوتن، 3 و 4( دهیدروژناسیون سیکلوهگزان 8
) 2(: طیف ارتعاشي حدواسطهای تشكیل شده حاصل از جذب اتیلن روی سطوح ) 1111 - )شكل 2 Ti و
)1111( TiC 11
3(: سرعت تشکیل محصولات کراکینگ )راست( و ایزومریزاسیون )چپ( بر حسب نسبت های - )شکل 2
مختلف O به W در کربید تنگستن 12
4(: نمودار - )شکل 2 TPD مربوط به بنزن برای سطوح اشباع شده از جذب سیکلوهگزن
14
5(: مقایسه طیف - )شکل 2 HREELS ) تجریه حرارتي متانول روی ) 111 C/W ) و ) 111 Pt/C/W 18
6(: مکانیسم آروماتیزه شدن متان روی کاتالیست - )شکل 2 Mo/HZSM-5 بر مبنای مکانیسم دو عاملي 25
7(: ساختارهای مختلف مربوط به نحوه قرارگیری - )شکل 2 Mo روی سطح 5 ZSM- 26
8(: طیف - )شکل 2 SXPS ) مربوط به ) 111 Mo )111( ، C/Mo ) و ) 111 Pt 28
9(: مقایسه حالات اشغال شده بدست آمده از مدل سازی - )شکل 2 DFT ) در ) 111 C/Mo با داده های SXPS
31
11 (: همبستگي بین انرژی بستگي هیدروژن ) - )شکل 2 HBE ( و مركز نوار d در چندین آلیاژ دو فلزی و
كربید های فلزی 31
1(: شمایي از سیستم راکتوری 36 - )شکل 3
2(: نمونه کروماتوگرام - )شکل 3 GC حاصل از دهیدروآروماتیزاسیون متان 37
1(: طیف - )شکل 4 FTIR نمونه ZSM-5 قبل از واکنش 44
)2- )شکل 4 : طیف FTIR نمونه ZSM-5 بعد از واکنش 44
ی
)3- )شکل 4 : طیف XRD زئولیت قبل از واکنش 45
)4- )شکل 4 : طیف XRD زئولیت بعد از واکنش 45
)5- )شکل 4 : طیف H1-NMR نمونه آروماتیک جمع آوری شده 46
)6- )شکل 4 : طیف C13-NMR نمونه آروماتیک جمع آوری شده 47
7(: درصد تبدیل کاتالیست ها در دمای 811 سانتیگراد 47 - )شکل 4
8(: درصد تبدیل کاتالیست ها در دمای 811 سانتیگراد 48 - )شکل 4
9(: درصد تبدیل کاتالیست ها در دمای 811 سانتیگراد 48 - )شکل 4
)11- )شکل 4 : گزینش پذیری اتیلن برای کاتالیست های Mo/ZSM-)% 5 )مربع: 2%، مثلث: 6%، لوزی: 11
49
)11- )شکل 4 : گزینش پذیری بنزن برای کاتالیست های Mo/ZSM-)% 5 )مربع: 2%، مثلث: 6%، لوزی: 11
49
)12- )شکل 4 : گزینش پذیری نفتالن برای کاتالیست های Mo/ZSM-)% 5 )مربع: 2%، مثلث: 6%، لوزی: 11
51
)13- )شکل 4 : گزینش پذیری اتیلن برای کاتالیست های W/ZSM-)% 5 )مربع: 2%، مثلث: 6%، لوزی: 11
51
)14- )شکل 4 : گزینشپذیری بنزن برای کاتالیست های W/ZSM-)% 5 )مربع: 2%، مثلث: 6%، لوزی: 11
51
)15- )شکل 4 : گزینش پذیری نفتالن برای کاتالیست های W/ZSM-)% 5 )مربع: 2%، مثلث: 6%، لوزی: 11
51
)16- )شکل 4 : نمودار TPO برای کاتالیست های MO/ZSM-525
)17- )شکل 4 : نمودار TPO کاتالیست های W/ZSM-525
1
چکیده
در این پایا ن نامه واکنش آروماتیزاسیون متان و تبدیل مستقیم آن به بنزن روی کاتالیست های مولیبدن و تنگستن
بر پایه زئولیت ZSM-5 در دمای 088 درجه سانتی گراد بررسی شد. کاتالیست های مورد نظر به روش تلقیح
نمک فلزی روی زئولیت با درصدهای وزنی مختلف بین 2 تا 8 درصد ساخته شدند. شناسایی کاتالیست ها
بوسیله تکنیک های XRD و FTIR انجام و ساختار آن ها قبل و بعد از واکنش بررسی شد. همچنین فعالیت و
درصد تبدیل کاتالیست ها و گزینش پذیری محصولات بدست آمده اندازه گیری شد. نتایج بدست آمده نشان داد
که با افزایش مقدار فلز روی سطح کاتالیست درصد تبدیل متان به بنزن افزایش می یابد. مقایسه درصد تبدیل
کاتالیست ها نشان می دهد که کاتالیست های مولیبدن فعالیت و پایداری بیشتری دارند و هر چه میزان مولیبدن در
کاتالیست بیشتر باشد درصد تبدیل و نیز فعالیت کاتالیست بیشتر می شود. با افزایش مقدار فلز روی کاتالیست
درصد تبدیل افزایش می یابد. این مسأله اثبات می کند که فعال سازی اولیه متان روی سایت های فلزی کاتالیست
انجام می شود. این فعال سازی منجر به انجام واکنش های بعدی و تولید بنزن نهایی می شود. این شرایط تأییدی
بر مکانیسم دو عاملی است. این مکانیسم دو عاملی شامل دو مرحله است: ( شکستن هومولیز پیوند C-H و
تشکیل رادیکال CH3
. و سپس اتیلن 2( حلقه زایی گونه های اتیلنی در حضور سایت های اسیدی درون کانال های
ZSM-5 . بررسی واکنش روی پایه مزوحفره ای HMS نشان داد که هیچ گونه محصول آروماتیک تولید نشد. این
نشان می دهد که افزایش قطر کانال های پایه باعث کاهش احتمال حلقه زایی می شود.
-Zeolite Socony Mobil – 5


منابع و مآخذ
57
[1] Kudo, T.; Kawamura, G.; Okamoto, H. J. Electrochem. Soc. 1891, 111 , 1481.
[2] Kudo, T.; Ishikawa, A.; Kawamura, G.; Okamoto, H. J. Electrochem. Soc. 1891, 112 , 1914. [1] Brewer, L. Science 1899, 191 , 111.
[4] Mullins, D. R.; Overbury, S. H. Surf. Sci. 1899, 181 , 411.
[1] Benziger, J. B.; Ko, E. I.; Madix, R. J. J. Catal. 1899, 14 , 414.
[9] Kapoor, R.; Oyama, S. T.; Fru¨ hberger, B.; DeVries, B. D.; Chen, J. G. Catal. Lett. 1881, 14 ,
198.
[9] Sunderland, K. J.; Slavin, A. J. Surf. Sci. 1881, 211 , 211.
[9] Parr, R. G.; Donnelly, R. A.; Levy, M.; Palke, W. E. J. Chem. Phys. 1899, 99 , 1911.
[8] Grant, J. L.; Fryberger, T. B.; Stair, P. C. Surf. Sci. 1891, 118 , 111.
[11] Hwu, H. H.; Zellner, M. B.; Chen, J. G. J. Catal. 2111, 228 , 11.
[11] Sheppard, N. Annu. Rev. Phys. Chem. 1899, 18 , 198.
[12] Chen, J. G.; Weisel, M. D.; Liu, Z.-M.; White, J. M. J. Am. Chem. Soc. 1881, 111 , 9991.
[11] Ko, E. I.; Madix, R. J. Surf. Sci. 1891, 111 , L448.
[14] Fruhberger, B.; Chen, J. G. J. Am. Chem. Soc. 1889, 119 , 11188.
[11] Hwu, H. H.; Chen, J. G. Surf. Sci. 2114, 119 , 144.
[19] Hwu, H. H.; Chen, J. G. J. Phys. Chem. B 2111, 119 , 11499.
[19] Chen, J. G.; Colaianni, M. L.; Weinberg, W. H.; Yates, J. T., Jr. Chem. Phys. Lett. 1881, 199 ,
111.
[19] Steininger, H.; Ibach, H.; Lehwald, S. Surf. Sci. 1892, 119 , 991.
[18] Chen, J. G. J. Catal. 1881, 114 , 91.
[21] Chen, J. G.; Fru¨ hberger, B.; Eng, J., Jr.; Bent, B. E. J. Mol. Catal. A 1889, 111 , 291.
[21] Eng, J., Jr.; Fru¨ hberger, B.; Chen, J. G.; Bent, B. E. Catal. Lett. 1889, 14 , 111.
[22] Avery, N. R.; Sheppard, N. Proc. R. Soc. London, A 1899, 411 , 1.
[21] Chesters, M. A.; Horn, A. B.; Ilharco, L. M. J. Electron Spectrosc. Relat. Phenom. 1881, 14/11 ,
999.
[24] Eng, J., Jr.; Chen, J. G. Surf. Sci. 1889, 414 , 194.
[21] V. Keller, P. Wehrer, F. Garin, R. Ducros, G. Maire, J. Catal., 111 (1881) 8
58
[29] V. Keller, P. Wehrer, F. Garin, R. Ducros, G. Maire, J. Catal., 199 (1889) 121-111
[29] F. Garin, V. Keller, P. Wehrer, R. Ducros, G. Maire, J. Catal., 199 (1889) 119-149
[29] A. Muller, V. Keller, R. Ducros and G. Maire, Catalysis Letters 11 (1881) 91-94.
[28] M. K. Neylon, S. Choi, H. Kwon, K.E. Curry, L.T. Thompson, Appl. Catal. A. 191 (1888) 211-
291.
[11] Henn, F. C.; Diaz, A. L.; Bussell, M. E.; Hugenschimidt, M. B.; Domagala, M. E.; Campbell, C. T. J. Phys. Chem. 1882, 89 , 1891.
[11] Chen, J. G.; Fru¨ hberger, B. Surf. Sci. 1889, 199 , L112.
[12] Liu, N.; Rykov, S. A.; Hwu, H. H.; Buelow, M. T.; Chen, J. G. J. Phys. Chem. B 2111, 111 , 1984.
[11] Sunderland, K. J.; Slavin, A. J. Surf. Sci. 1881, 211 , 98.
[14] Liu, N.; Rykov, S. A.; Chen, J. G. Surf. Sci. 2111, 499 , 119.
[11] Liu, N.; Chen, J. G. Catal. Lett. 2111, 99 , 11.
[19] Rodriguez, J. A.; Campbell, C. T. J. Catal. 1898, 111 , 111.
[19] Hwu, H. H.; Fruhberger, B.; Chen, J. G. J. Catal. 2114, 221 , 191.
[19] Fruhberger, B.; Chen, J. G.; Eng, J., Jr.; Bent, B. E. J. Vac. Sci. Technol., A 1889, 14 , 1491.
[18] Teplyakov, A. V.; Bent, B. E.; Eng, J., Jr.; Chen, J. G. Surf. Sci. 1889, 188 , L142.
[41] Eng, J., Jr.; Bent, B. E.; Fru hberger, B.; Chen, J. G. Langmuir 1889, 14 , 1111.
[41] Pearlstine, K. A.; Friend, C. M. J. Am. Chem. Soc. 1891, 119 , 1989.
[42] (198) Abon, M.; Bertolini, J. C.; Billy, J.; Massardier, J.; Tardy, B. Surf. Sci. 1891, 192 , 181.
[41] Grassian, V. H.; Muetterties, E. L. J. Phys. Chem. 1899, 81 , 198.
[44] Koel, B. E.; Crowell, J. E.; Bent, B. E.; Mate, C. M.; Somorjai, G. A. J. Phys. Chem. 1899, 81 ,
2848.
[41] Eng, J., Jr.; Chen, J. G.; Abdelrehim, I. M.; Madey, T. E. J. Phys. Chem. B 1889, 112 , 8999.
[49] Frantz, P.; Didziulis, S. V.; Fernandez-Torres, L. C.; Guenard, R. L.; Perry, S. S. J. Phys. Chem. B 2112, 119 , 9419.
[49] Zellner, M. B.; Hwu, H. H.; Chen, J. G. Surf. Sci.,
[49] Edamoto, K.; Nakane, T.; Noda, T.; Ozawa, K. J. Electron Spectrosc. Relat. Phenom. 1889,
99 -81 , 911.
59
[48] Hwu, H. H.; Chen, J. G. Surf. Sci. 2111, 119 , 91.
[11] Hwu, H. H.; Chen, J. G. J. Vac. Sci. Technol., A 2111, 21 , 1499.
[11] Hwu, H. H.; Chen, J. G.; Kourtakis, K.; Lavin, G. J. Phys. Chem. B 2111, 111 , 11119.
[12] Liu, N.; Kourtakis, K.; Figueroa, J.; Chen, J. G. J. Catal. 2111, 211 , 214.
[11] Zellner, M. B.; Chen, J. G. Surf. Sci. 2114, 198 , 98.
[14] Guenard, R. L.; Ferna´ndez-Torres, L. C.; Kim, B.-I.; Perry, S. S.; Frantz, P.; Didziulis, S. V. Surf. Sci. 2112, 111 , 111.
[11] Bugyi, L.; Oszko, A.; Solymosi, F. Surf. Sci. 2111, 491 , 199.
[19] Liu, Z. M.; Solymosi, F.; White, J. M. Surf. Sci. 1881, 241 , 298.
[19] Sajkowski, D. J.; Oyama, S. T. Appl. Catal. A 1889, 114 , 118.
[19] Rodriguez, J. A.; Dvorak, J.; Jirsak, T. Surf. Sci. 2111, 419 , L411.
[18] St. Clair, T. P.; Oyama, S. T.; Cox, D. F. Surf. Sci. 2112, 111 , 284.
[91] Rodriguez, J. A.; Dvorak, J.; Jirsak, T. J. Phys. Chem. B 2111, 114 , 11111.
[91] Wiegand, B. C.; Uvdal, P.; Friend, C. M. Surf. Sci. 1882, 298 , 111.
[92] Roe, C. L.; Schulz, K. H. J. Vac. Sci. Technol., A 1889, 19 , 1199.
[91] Roberts, J. T.; Friend, C. M. J. Phys. Chem. 1899, 82 , 1211.
[94] Rodriguez, J. A.; Dvorak, J.; Jirsak, T. J. Phys. Chem. B 2111, 114 , 11111.
[91] Liu, P.; Rodriguez, J. A. J. Chem. Phys. 2111, 118 , 11981.
[99] A. S.-Kolasa, M. Lewandowski, C. Sayag, G. D.-Mariadassou, Catal. Today, 118 (2119) 9-12.
[99] Fernandez-Torres, L. C.; Perry, S. S.; Didziulis, S. V.; Frantz, P. P. Surf. Sci. 2112, 111 , 121.
[99] S. S. Pansare, W. Torres, J. G. Goodwin Jr., Cat. Commun., 9 (2119) 948-914
[98] Serafin, J. G.; Friend, C. M. J. Phys. Chem. 1899, 82 , 9984.
[91] A. S.-Kolasa, M. Lewandowski, C. Sayag, D. Brodzki, G. D.-Mariadassou, Catal. Today, 118
(2119) 11-19.
[91] K. Weissermel, H.-J. Arpe: Industrial Organic Chemistry, Wiley-VCH; 2111.
[92] M. H. Peyrovi, M. R. Toosi, React.Kinet.Catal.Lett., 84 (2119) 111−118.
[91] L. Wang, L. Tao, M. Xie, G. Xu, J. Huang, Y. Xu, Catal. Lett., 21 (1881) 11–41.
[94] B. M. Weckhuysen, D.Wang, M. P. Rosynek, J. H. Lunsford, J. Catal., 191, 119–149 (1889)
61
[91] B. M. Weckhuysen, D.Wang, M. P. Rosynek, J. H. Lunsford, J. Catal., 191, 149–111 (1889)
[99] J.-Z. Zhanga, M. A. Longa, R. F. Howe, Catal., Today 44 (1889) 281-111.
[99] F. Solymosi, A. Erdohelyi and A. Szoke, Catal. Lett. 12 (1881) 41.
[99] C. Zhang, S. Li, Y. Yuan, W. Zhang, T. Wu, L. Lin, Catal. Lett. 19 (1889) 219.
[98] Y. Xu, W. Liu, S. Wong, L. Wang, X. Guo, Catal. Lett. 41 (1889) 219.
[91] L. Chen, L. Lin, Z. Xu, X. Li, T. Zhang, J. Catal. 119 (1881) 181.
[91] D. Wang, J.H. Lunsford, M.P. Rosynek, J. Catal. 198 (1889) 149.
[92] F. Solymosi, R. Németh, L. Óvári, L. Egri, J. Catal. 181, 119–121 (2111)
[91] S. Yuan, S. B. D.-A. Hamid, Y. Li, P. Ying, Q. Xin, E. G. Derouane, C. Li, J. Mol. Catal. A: Chemical 191 (2112) 241–219
[94] E. V. Matus, I. Z. Ismagilov, O. B. Sukhova, V. I. Zaikovskii, L. T. Tsikoza, Z. R. Ismagilov. J A. Moulijn, Ind. Eng. Chem. Res.,
[91] S. Tang, Y. Chen, J. Lin, K.L. Tan, Catal. Commun. 2 (2111) 11.
[99] A. Sarıoglan, A. E.-Senatalar, Ö. T. Savasç, Y. B. Taârit, J. Catal., 229 (2114) 211–214
[99] J.-P. Tessonnier, B. Louis, S. Rigolet, M. J. Ledoux, C. P.-Huu Appl. Catal. A. 119 (2119) 98–
99.
[99] A. Sarıoglan, Ö. T. Savasçı, A. E.- Senatalar, A. Tuel, G. Sapaly, Y. B. Taârit, J. Catal. 249
(2119) 11–18
[98] R. Ganesan, J. S. Lee, Angew. Chem. Int. Ed., 2111, 44, 9119-9191
[81] D. E. Bergbreiter, Angew. Chem. Int. Ed., 1888, 111, 1144
[81] Kitchin, J. R. Ph.D. Thesis, Department of Chemical Engineering, University of Delaware,
2114.
[82] Reinke, P.; Oelhafen, P. Surf. Sci. 2111, 499 , 211.
[81] Jansen, S. A.; Hoffmann, R. Surf. Sci. 1899, 189 , 494.
[84] Didziulis, S. V.; Butcher, K. D.; Perry, S. S. Inorg. Chem. 2111, 42 , 9999.
[81] Liu, P.; Rodriguez, J. A. Catal. Lett. 2111, 81 , 249.
[89] Hammer, B.; Nørskov, J. K. Nature 1881, 199 , 219.
61
[89] Kitchin, J. R.; Khan, N. A.; Barteau, M. A.; Chen, J. G.; Yakshinsky, B.; Madey, T. E. Surf. Sci.
2111, 144 , 281.
[89] Kitchin, J. R.; Nørskov, J. K.; Barteau, M. A.; Chen, J. G. J. Chem. Phys. 2114, 121 , 11241.
[88] Kitchin, J. R.; Nørskov, J. K.; Barteau, M. A.; Chen, J. G. Phys. Rev. Lett. 2114, 81 , 119911.
[111] Kunimori K, Ikeda Y, Soma M, Uchijima T. J Catal, 1891;981191.
[111] Den Otter GJ, Dautzenberg FM. J Catal 1899;111119.
[112] B. Viswanathan, Katsumi Tanaka, Isamu Toyoshima, Langmuir 1899, 2 , 111-119.
[111] Logarde, P.; Murata, T.; Vlaic, G.; Freund, E.; Dexpert, H.; Bornonville, J. P. J. Catal. 1891,
94, 111.

نظري براي اين محصول ثبت نشده است.


نوشتن نظر خودتان

براي نوشتن نظر وارد شويد.

محصولات
    نظر سنجي
    نظرتون در مورد ویکی پروژه چیه؟
    •   مراحل ثبت نام خیلی زیاده!
    •   مطلب درخواستیم رو نداشت!
    •   ایمیل نداشتم که ثبت نام کنم!
    •   مطلبی که میخواستم گرون بود!
    نظرنتيجه