بررسی تأثیر روش ساخت کاتالیست Na2WO4-Mn/SiO2 بر عملکرد واکنش جفت‌شدن اکسایشی متان

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

چکیده

کاتالیستNa2WO4-Mn/SiO2 جهت انجام واکنش جفت‌شدن اکسایشی متان با سه روش هم‌رسوبی، تلقیح تر و تلقیح خشک تهیه گردید. کاتالیست‌های تهیه شده در شرایط همسان عملیاتی و در یک میکرو راکتور بستر ثابت مورد مطالعه قرار گرفتند. نتایج حکایت از آن داشت که کاتالیست‌های تهیه شده به روش تلقیح تر و خشک دارای بازده مشابهی بوده و در عین حال بازده بیشتری نسبت به کاتالیست تهیه شده به روش هم‌رسوبی ازخود نشان دادند. همچنین نتایج تست پایداری کاتالیست‌های تهیه شده به روش‌های تلقیح مشخص کرد که کاتالیست تهیه شده با این روش‌ها دارای پایداری مناسبی می‌باشند.
ویژگی‌های کاتالیست‌های تهیه شده با به‌کارگیری تکنیک‌های XRD ،SEM وBET مورد مطالعه قرار گرفت و مشخص شد که حضور فاز Na2WO4 در افزایش بازده کاتالیست‌های تهیه شده به روش تلقیح موثر می‌باشد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

An Investigation into the Effect of Preparation Methods for Na2WO4-Mn/SiO2 Catalysts on the Performance of the Methane Oxidative Coupling Reaction

چکیده [English]

Na2WO4-Mn/SiO2 catalysts were prepared for oxidative coupling of methane using co-precipitation, wetness impregnation and wet impregnation methods. Catalytic performances of the prepared catalyst samples were examined under the same conditions in a fixed bed microreactor. It was found that the Na2WO4-Mn/SiO2 catalysts prepared by the wet and wetness impregnation methods have similar performances and both methods have superior performances over that of the co-precipitation method. The results also show that the catalysts prepared by the wetness and wet impregnation methods present excellent stability performance. The catalysts were characterized by means of BET, SEM and XRD tests. The results show that the Na2WO4 phase is necessary for achievement of the desired performance.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Na2WO4-Mn/SiO2 Catalyst
  • Co-Precipitation Method
  • Impregnation Method
  • Oxidative Coupling of Methane
منابع

[1] Fang X., Li S., GU J. & Yang D., “Preparation and characterization of W-Mn catalyst for oxidative coupling of methane”, J. Mol. Catal. (China), Vol. 6, pp.255- 260 ,1992.

[2] Fang X., Li S., Lin J. & Chu Y., “Oxidative coupling of methane on W-Mn catalysts”, J. Mol. Catal (China), Vol. 6, pp. 427- 433,1992.

[3] Jiang Z., Yu C., Fang X., Li S. & Wang H., “Oxide/support interaction and surface reconstruction in the Na2WO4/SiO2 system”, J. Phys. Chem., Vol .97, No. 49, pp. 12870-12875 ,1993.

[4] Wang D. J., Rosynek M. P. & Lunsford J. H., “Oxidative coupling of methane over oxide supported sodium-manganes catalysts”, J. Catal., Vol. 155, No. 2, pp. 390 - 402,1995.

[5] Chua Y.T., Mohamed A.R. & Bhatia S., “Process optimization of oxidative coupling of methane for ethylene production using response surface methodology “, J. Chem. Technol. Biotechnol., Vol. 82, Issue 1, pp. 81-91, 2006.

[6] Pak S.J. & Lunsford J.H., “Thermal effects during the oxidative coupling of methane over MN/Na2WO4/SiO2 and MN/Na2WO4/MgO catalysts”, Appl. Catal. A:, Vol. 168, Issue 1, pp. 131-137, 1998.

[7] Chua Y.T., Mohamed A.R. & Bhatia S., “Oxidative coupling of methane for the production of ethylene over sodium-tungsten-manganese-supported-silica catalyst (Na-W-Mn/SiO2)”, Applied Catalysis A: General, Vol. 343, Issues 1-2 , pp. 142-148, 2008.

[8] Xiao S.J.T., Li S., Xu C., Hou R., Coleman K.S. & Green M.L.H. “The relationship between the structure and the performance of Na-W-Mn/SiO2 catalysts for the oxidative coupling of methane”. Appl. Catal. A: General, Vol. 225, Issue 1-2, pp. 271-284, 2002.

[9] Ji S., Xiao T., Li S., Chou L., Zhang B., Xu C., Hou R., York A.P.E.& Green M.L.H., “Surface WO4 tetrahedron: the essence of the oxidative coupling of methane over M-W-Mn/SiO2 catalysts”, J. of Catalysis, Vol. 220, Issue 1, pp.47-56, 2003.

[10] Wang J., Chou L., Zhang B., Song H., Zhao J., Yang J. & Li S., “Comparative study on oxidation of methane to ethane and ethylene over Na2WO4-Mn/SiO2 catalysts prepared by different methods”, J. Mol. Catal. A: Chemical, Vol. 245, Issues 1-2, pp. 272-277, 2006.

[11] Ji S., Xiao T., Li S., Xu C., Hou R., Coleman K.S. & Green M.L.H., “The relationship between the structure and the performance of Na-W-Mn/SiO2 catalysts for the oxidative coupling of methane”, Appl. Catal. A, Vol. 225, Issue 1-2, pp. 271-284, 2002.

[12] Malekzadeh A., Abedinin M., Khodadadi A.A., Aminin M., Bahramian A. & Dalai A.K., “Correlation of electrical properties and performance of OCM MOx/Na2WO4/SiO2 catalysts”, Catal. Comm., Vol. 2, Issue 8, pp. 241-247, 2007.

[13] Jiang Z., Gong H. and Li S., “Methane activation over Mn2O3-Na2WO4/SiO2 catalyst and oxygen spillover”, Studies in Surface Science and Catalysis, Vol. 112, pp. 481-490, 1997.

[14] Chorkendorff I. & Niemantsverdriet J.W., Concepts of modern catalysis and kinetics, WILEY-VCH Verlag GmbH & Co.KGaA, 2003.

[15] Ertl G., Knozinger H., Weitkamp J.,Handbook of heterogeneous catalysis, WILEY-VCH, 1997

[16] وحیدی م، بررسی واکنش زوج شدن اکسیداسیونی متان از طریق فرایند DPO متان توسط کاتالیزور اکسید لانتانیم بر روی پایه اکسید تیتانیم، پایان نامه کارشناسی ارشد، دانشگاه شهید بهشتی، ایران، 1375