Nghiên cứu chế tạo xúc tác NiO/SBA-15 cho phản ứng reforming metan

• Tác giả: Pham Minh Tai
• Người hướng dẫn: GS. Lưu Cam Lộc
• Trường học: Ho Chi Minh City University of Technology
• Chuyên ngành: Petrochemical Engineering
• Đề tài: Nghiên cứu chế tạo xúc tác NiO/SBA-15 cho phản ứng reforming metan
• Loại tài liệu: thesis
• Năm xuất bản: 2019
• Địa điểm: Ho Chi Minh City

• ACKNOWLEDGEMENTS
• 1. CHAPTER 1: INTRODUCTION AND LITERATURE REVIEW
• 1.1. Natural gas resources in Vietnam
• 1.2. Synthesis gas
• 2. CHAPTER 2: EXPERIMENTAL SECTION
• 2.1. Tool and equipment
• 2.2. Surface Area Measurement (BET)
• 2.3. Procedure for evaluation of catalyst performance and kinetics research of catalyst for dry reforming of methane
• 3. CHAPTER 3: RESULTS AND DISCUSSIONS
• 3.1. Catalyst physicochemical properties
• 3.2. Catalytic performance testing
• 3.3. Kinetics research on 40NiO/SBA-15 catalyst for dry reforming of methane
• 4. CHAPTER 4: CONCLUSION AND RECOMMENDATION
• LIST OF ABBREVIATIONS
• LIST OF FIGURES
• LIST OF TABLES

I. Tổng quan về nghiên cứu chế tạo xúc tác NiO SBA 15 cho phản ứng reforming metan

Nghiên cứu chế tạo xúc tác NiO/SBA-15 cho phản ứng reforming metan đang thu hút sự chú ý lớn trong lĩnh vực hóa học và công nghệ xúc tác. Phản ứng reforming metan là một quá trình quan trọng trong việc chuyển đổi khí metan thành khí tổng hợp, có thể được sử dụng trong nhiều ứng dụng công nghiệp. Xúc tác NiO/SBA-15 được biết đến với khả năng hoạt động cao và tính ổn định tốt, giúp cải thiện hiệu suất của quá trình này.

1.1. Tầm quan trọng của phản ứng reforming metan trong công nghiệp

Phản ứng reforming metan đóng vai trò quan trọng trong việc sản xuất khí tổng hợp, cung cấp nguyên liệu cho nhiều quá trình hóa học khác. Việc tối ưu hóa quá trình này không chỉ giúp tiết kiệm năng lượng mà còn giảm thiểu phát thải khí nhà kính.

1.2. Giới thiệu về xúc tác NiO SBA 15

Xúc tác NiO/SBA-15 được chế tạo từ silica SBA-15, một loại vật liệu hỗ trợ có cấu trúc lỗ rỗng lớn. NiO là một chất xúc tác hiệu quả, giúp tăng cường hoạt động của quá trình reforming metan nhờ vào khả năng tạo ra các vị trí hoạt động cao.

II. Vấn đề và thách thức trong nghiên cứu xúc tác NiO SBA 15

Mặc dù xúc tác NiO/SBA-15 có nhiều ưu điểm, nhưng vẫn tồn tại một số thách thức trong việc tối ưu hóa hiệu suất của nó. Các vấn đề như sự hình thành coke, độ ổn định của xúc tác và tỷ lệ H2/CO trong sản phẩm cần được giải quyết để cải thiện hiệu quả của quá trình reforming.

2.1. Sự hình thành coke trong quá trình reforming

Coke là một sản phẩm phụ không mong muốn trong quá trình reforming metan, có thể làm giảm hiệu suất của xúc tác. Việc kiểm soát nhiệt độ và áp suất là rất quan trọng để giảm thiểu sự hình thành coke.

2.2. Độ ổn định của xúc tác NiO SBA 15

Độ ổn định của xúc tác NiO/SBA-15 trong điều kiện hoạt động là một yếu tố quan trọng. Nghiên cứu cần tập trung vào việc cải thiện tính bền vững của xúc tác qua các chu kỳ hoạt động khác nhau.

III. Phương pháp chế tạo xúc tác NiO SBA 15 hiệu quả

Phương pháp chế tạo xúc tác NiO/SBA-15 thường sử dụng phương pháp ngâm tẩm, cho phép điều chỉnh hàm lượng NiO trong xúc tác. Việc sử dụng các kỹ thuật phân tích như XRD, TPR và BET giúp đánh giá các đặc tính vật lý và hóa học của xúc tác.

3.1. Phương pháp ngâm tẩm để chế tạo xúc tác

Phương pháp ngâm tẩm cho phép kiểm soát chính xác hàm lượng NiO trong xúc tác. Quá trình này bao gồm việc hòa tan NiO trong dung dịch và ngâm SBA-15 để tạo ra xúc tác đồng nhất.

3.2. Kỹ thuật phân tích đặc tính xúc tác

Các kỹ thuật như XRD và TPR được sử dụng để xác định cấu trúc tinh thể và tính chất giảm của xúc tác. Điều này giúp hiểu rõ hơn về cơ chế hoạt động của xúc tác NiO/SBA-15.

IV. Kết quả nghiên cứu và ứng dụng thực tiễn của xúc tác NiO SBA 15

Kết quả nghiên cứu cho thấy xúc tác NiO/SBA-15 với 40 wt.% NiO có hiệu suất cao nhất trong phản ứng reforming metan. Tỷ lệ chuyển đổi CH4 và CO2 đạt khoảng 95% và 87% tương ứng ở nhiệt độ 800 °C, cho thấy tiềm năng ứng dụng lớn của xúc tác này trong công nghiệp.

4.1. Hiệu suất của xúc tác NiO SBA 15 trong phản ứng reforming

Xúc tác NiO/SBA-15 cho thấy hiệu suất cao trong việc chuyển đổi metan thành khí tổng hợp. Kết quả cho thấy rằng xúc tác này có thể hoạt động hiệu quả trong các điều kiện khác nhau.

4.2. Ứng dụng trong ngành công nghiệp hóa chất

Xúc tác NiO/SBA-15 có thể được ứng dụng trong nhiều quy trình công nghiệp, từ sản xuất khí tổng hợp đến sản xuất hóa chất. Điều này mở ra cơ hội mới cho việc phát triển công nghệ xanh và bền vững.

V. Kết luận và triển vọng tương lai của nghiên cứu xúc tác NiO SBA 15

Nghiên cứu chế tạo xúc tác NiO/SBA-15 cho phản ứng reforming metan đã chỉ ra nhiều tiềm năng trong việc cải thiện hiệu suất và tính bền vững của quá trình. Tương lai của nghiên cứu này hứa hẹn sẽ mang lại nhiều giải pháp mới cho ngành công nghiệp hóa chất.

5.1. Tương lai của xúc tác NiO SBA 15

Nghiên cứu tiếp theo có thể tập trung vào việc cải thiện tính ổn định và hiệu suất của xúc tác NiO/SBA-15 trong các điều kiện hoạt động khắc nghiệt.

5.2. Hướng nghiên cứu mới trong lĩnh vực xúc tác

Các nghiên cứu mới có thể khám phá các loại xúc tác khác hoặc kết hợp NiO với các vật liệu hỗ trợ khác để tối ưu hóa hiệu suất trong phản ứng reforming metan.