نانوكاتالیست اكسید وانادیوم روی زیركونیای سولفاته تقویت شده با منیزیا
Vanadium Oxide on MgO-Promoted Sulfated-Zirconia Nanocatalyst

خلاصه اختراع :

در اختراع حاضر نانوكاتالیست اكسید وانادیوم روی زیركونیای سولفاته تقویت شده با منیزیا با موفقیت سنتز شد و با آنالیزهای XRD، FESEM، BET، FTIR و EDX تعیین خصوصیت گردید و به عنوان مطالعه ی موردی در فرآیند هیدروژن گیری اكسایشی اتان مورد استفاده قرار گرفت. مشكل اصلی در مورد استفاده از زیركونیا، تثبیت فاز تتراگونال آن می باشد، زیرا این فاز شبه پایدار بوده و در اكثر فرآیندهای كاتالیستی، فعال می باشد. برای تثبیت این فاز از تركیب كردن آن با MgO استفاده گردید. نتایج حاصل از آنالیز XRD نشان داد با وجود افزایش درصد فاز تتراگونال، همچنان فلز مونوكلینك وجود دارد. به منظور حذف كامل این فاز از زیركونیای مورد استفاده، قبل از تركیب آن باMgO ، از غلظت های مختلف اسید سولفوریك، جهت سولفاته كردن استفاده گردید. نتایج حاصل از آنالیز XRD نشان داد كه سولفاته كردن كاتالیست، فاز تتراگونال را پایدار نمود و با افزایش غلظت اسید سولفوریك، از بلورینگی فاز تتراگونال كاسته شد. این موضوع توزیع فاز فعال وانادیم بر روی پایه را بهبود بخشید. نتایج آنالیز BET نشان داد وارد شدن یون SO4-2 به ساختار زیركونیا باعث می شود رشد كریستال ها به تعویق بیفتد و در نتیجه می توان انتظار داشت كه سطح ویژه ی نانوكاتالیست های سولفید شده بزرگ تر باشد. بر اساس نتایج آنالیز FESEM، سولفاته كردن كاتالیست ها مورفولوژی آنها را از حالت برگی شكل به تغییر داده است و ساختاری یكنواخت تر برای نمونه VOx/MgO-ZrO2(S1) نسبت به بقیه نمونه ها به دست آمده است. ابعاد تقریبی ذرات این نمونه 63 نانومتر محاسبه گردید. نانوكاتالیست های مورد استفاده در فرآیند هیدروژن گیری اكسایشی اتان مورد استفاده قرار گرفتند و راندمان تولید اتیلن با استفاده از نانو كاتالیست VOx/MgO-ZrO2(S1) 1 %03/52 با انتخاب پذیری %8/84 كه در مقایسه با پایه سولفاته نشده مقدار راندمان تولید اتیلن در Cº700 به میزان %23 افزایش یافته است.