تولید مستقیم و پایدار سوخت بنزین از CO2 و هیدروژن با استفاده از کاتالیست هیبریدی CuO/ZSM-5

مقالات آماده انتشار

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 گروه مهندسی انرژی، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی قم، قم، ایران.

2 هیئت علمی/ دانشگاه قم

چکیده

در این مقاله، یک کاتالیست هیبریدی جدید متشکل از CuO و ZSM-5 برای سنتز مستقیم هیدروکربن‌های بنزینی از CO2 و هیدروژن معرفی و ارزیابی شده است. هدف از این پژوهش، بهبود کارایی و پایداری کاتالیست در تبدیل CO2 به محصولات با ارزش افزوده و کاهش انتشار گازهای گلخانه‌ای است. ابتدا کاتالیست با استفاده از روش تلقیح تهیه شده و سپس ویژگی‌های ساختاری و شیمیایی آن با استفاده از آزمون‌های XRD، BET، و TPD-NH3 مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج نشان می‌دهند که کاتالیست CuO/ZSM-5 قادر به تولید هیدروکربن‌های بنزینی با انتخاب‌پذیری بالا می‌باشد. همچنین، اثر پارامترهای عملیاتی مثل دمای واکنش و نسبت H2/CO2 نیز مورد بررسی قرار گرفت. شرایط عملیاتی بهینه در مدت زمان واکنش 10 ساعت، شامل دمایC ° 320 و نسبت H2/CO2 برابر با 3:1 به دست آمد. در این شرایط بهینه، مقدار تبدیل CO2 به 2/36% و مقدار انتخاب‌پذیری +C5 به 7/61% رسید. علاوه بر این، آزمایشات پایداری نشان دادند که این کاتالیست توانایی حفظ فعالیت و انتخاب‌پذیری خود را در مدت زمان طولانی دارد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

عنوان مقاله [English]

Direct and sustainable production of gasoline fuel from CO2 and hydrogen using CuO/ZSM-5 hybrid catalyst

نویسندگان [English]

  • Majid Mohammadi 1
  • Mehdi Sedighi 2
1 Department of Energy Engineering, Faculty of Mechanical Engineering, Qom University of Technology, Qom, Iran.
2 Department of Chemical Engineering, University of Qom, Qom, Iran
چکیده [English]

In this article, a novel hybrid catalyst composed of CuO and ZSM-5 for the direct synthesis of gasoline hydrocarbons from CO2 and hydrogen is introduced and evaluated. The aim of this research is to improve the efficiency and stability of the catalyst in converting CO2 to value-added products and to reduce greenhouse gas emissions. Initially, the catalyst was prepared using the impregnation method, and its structural and chemical characteristics were examined using XRD, BET, and TPD-NH3 tests. The results indicate that the CuO/ZSM-5 catalyst is capable of producing gasoline hydrocarbons with high selectivity. Additionally, the effects of operational parameters such as reaction temperature and H2/CO2 ratio were investigated. The optimal operational conditions over a reaction time of 10 hours were determined to be a temperature of 320°C and an H2/CO2 ratio of 3:1. Under these optimal conditions, the CO2 conversion rate reached 36.2% and the selectivity for C5+ hydrocarbons reached 61.7%. Moreover, stability tests demonstrated that this catalyst could maintain its activity and selectivity over a prolonged period.

کلیدواژه‌ها [English]

  • CO2 hydrogenation
  • Gasoline
  • Hybrid catalyst
  • ZSM-5
  • Temperature
  • Stability
پژوهش نفت

مقالات آماده انتشار، پذیرفته شده
انتشار آنلاین از تاریخ 10 فروردین 1404

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار