Istoria publicațiilor

Vizualizări articol
Altmetric
Citații

Vizualizările articolelor sunt suma de descărcări a articolelor cu text integral din luna noiembrie 2008 (atât PDF, cât și HTML) în conformitate cu COUNTER, în toate instituțiile și persoanele. Aceste valori sunt actualizate în mod regulat pentru a reflecta utilizarea din ultimele zile.

Citațiile reprezintă numărul de alte articole care citează acest articol, calculat de Crossref și actualizat zilnic. Găsiți mai multe informații despre numărul de citări Crossref.

Scorul de atenție altmetric este o măsură cantitativă a atenției pe care un articol de cercetare a primit-o online. Dacă faceți clic pe pictograma gogoașă, veți încărca o pagină la altmetric.com cu detalii suplimentare despre scor și prezența pe rețelele sociale pentru articolul dat. Găsiți mai multe informații despre Scorul de atenție altmetric și despre cum este calculat scorul.

fibrele

Abstract

Catalizatori structurați eficienți ai oxidării parțiale a metanului în gaz de sinteză au fost obținuți prin modificarea electrochimică a suprafeței fibrelor din aliaj de FeCrAl sinterizate într-un lichid ionic BMIM-NTf2 cu introducerea ulterioară a nanoparticulelor de platină. S-a arătat că gravarea și modificarea electrochimică a fibrelor de aliaj FeCrAl sinterizate duc la o scădere a conținutului de aluminiu de la suprafață. Cu o creștere a temperaturii de reacție la 900 ° C, conversia metanului ajunge la 90%, iar selectivitatea la CO crește semnificativ pentru a atinge 98%. Catalizatorii cu o încărcare Pt de 1 × 10 –4% în greutate demonstrează activitate și selectivitate ridicate, precum și TOF în producția de gaz de sinteză prin reacția CH4 + O2 la 850-900 ° C. Pentru a urmări compoziția și evoluția structurii catalizatorilor, s-au folosit metode XRD și SEM.

1. Introducere

2. Rezultate și discuții

figura 1

Figura 1. Comportamentul electrochimic al probelor SMF: voltamograme (Eu-E dependențe) pentru proba SMF1 într-o soluție apoasă 1% de H2PtCl6 acidificată cu HCI la pH = 1, rata de măturare 1 mV/s. Inserare: tranzitorii (E-t-dependențe) la un curent constant de Eu = 8 mA pentru eșantionul nemodificat SMF1 și pentru cel modificat (Eu = 8 mA, t = 300 s) eșantion SMF2 și BMIM-NTf2.

compoziția elementului, în greutate% AlSiCrMnFeNiMo
SMF1 original0,710,4517,920,1268,389,662,87
SMF1 tratat în HCI (SMF2)0,140,3018.140,2568,669,782,98
SMF2 tratat electrochimic în IL0,080,36Ora 18.000,2667,619,773,90

Figura 2

Figura 2. Imagini SEM ale eșantionului original FeCrAl (SMF1) (a) și eșantioanelor obținute din SMF1 după modificarea cu BMIM-NTf2 și depunerea electrochimică suplimentară a platinei la diferiți curenți și intervale de timp: (b) eu = −2,7 mA/cm2, t = 300 s; (c) eu = −4 mA/cm2, t = 300 s; (d) eu = −40 mA/cm2, t = 20 s; (e) eu = −80 mA/cm2, t = 10 s. Inserții pentru panourile (b) și (e): distribuții ale dimensiunii particulelor Pt.

Figura 3

Figura 3. Imagini SEM ale eșantionului inițial SMF2 (a) și eșantioanelor obținute din SMF2 după modificarea cu BMIM-NTf2 și ulterior și după depunerea electrochimică a platinei la diferiți curenți și intervale de timp: (b) eu = -0,05 mA/cm2, t = 20 s (inserție: distribuția mărimii particulelor Pt); (c) eu = −5 mA/cm2, t = 20 s; (d) eu = −80 mA/cm2, t = 10 s.

Figura 4

Figura 4. Dependența conversiei metanului (%) și a raportului molar H2/CO pentru purtătorul SMF2 (1, respectiv 3) și catalizatorul compozit 1 × 10 –4% Pt/SMF2 (2, respectiv 4) vs. temperatura. Condiții de reacție: VHSV al amestecului la raportul molar O2/CH4 = 0,48 a fost 8000 h –1 .

catalizator Raport H2/CO Conversia CH4 (vol%) selectivitate la COb (%) TOFc (s –1)
suport original SMF1 (S = 15 cm 2)3.430.571.7
8 × 10 –4% Pt/SMF12.541.681,786,9
6,3 × 10 –2% Pt/SMF13.260,862.71,61
0,2% Pt/SMF13.457.661.40,48
purtător modificat SMF23.449.681,5
1 × 10 –4% Pt/SMF22.290,498.11510.7
3,1 × 10 –4% Pt/SMF22.056.063.7301.9
1,1 × 10 –3% Pt/SMF23.358.461.483,7

Condiții de reacție: T = 900 ° C, VHSV al amestecului la raportul molar O2/CH4 = 0,48 a fost 8000 h –1 .

Celălalt produs care conține carbon a fost CO2, selectivitatea acestuia fiind egală cu (100 - SCO)%.

Calculat ca număr de molecule CH4 convertite la 1 atom de platină încărcată pe secundă.

Figura 5

Figura 5. Imagini SEM ale catalizatorilor Pt/SMF1 cheltuiți cu 8 × 10 –4% la diferite măriri: (a) vedere generală și (b) fragment mărit.

catalizatorCOCrMnFeNi
8 × 10 –4% Pt/SMF1 (% în greutate)1,50 × 10 –3 1,16 × 10 –2 6,890,1271,997.00
1,1 × 10 –3% Pt/SMF2 (% în greutate)1,54 × 10 –3 4,74 × 10 –3 5,920,2477,788.33

Conținutul de Pt după testele catalitice scade nesemnificativ și este de aproximativ 7 × 10 –4% în greutate pentru ambele probe.

3. Concluzii

Modificarea electrochimică a suprafeței fibrelor din aliaj de FeCrAl sinterizate într-un lichid ionic a fost studiată pentru prima dată. S-a constatat că adâncimea stratului de oxid de suprafață după anodizare în lichidul ionic scade pentru proba care nu a fost tratată preliminar cu acid clorhidric. Pentru fibrele pretratate în aceleași condiții, adâncimea stratului de oxid de suprafață crește. Gravarea și modificarea electrochimică a fibrelor din aliaj de FeCrAl sinterizate duc la scăderea conținutului de aluminiu de la suprafață.

La temperaturi scăzute (700 ° C), metanul este oxidat în principal pe catalizatorii FeCrAl cu sau fără platină pentru a produce CO2. Cu o creștere a temperaturii de reacție la 900 ° C, conversia metanului crește de aproximativ 4 ori, cu o creștere semnificativă a selectivității la CO până la 98%.

Catalizatorii cu o încărcare Pt de 1 × 10 –4% în greutate Pt au demonstrat o conversie completă a metanului, compoziția gazului de sinteză H2/CO = 2 fiind potrivită pentru sinteza de metanol din aval. Valoarea TOF pentru acest catalizator depășește TOF pentru alte probe cu 1-3 ordine de mărime.

Catalizatorii Pt structurați pe bază de fibre din aliaj de FeCrAl sinterizat demonstrează o formare foarte mică de cocs contrar catalizatorilor Pt granulați susținuți.

4. Materiale și metode

4.1. Pregătirea catalizatorilor

4.2. Procedura măsurătorilor catalitice

Autorii nu declară niciun interes financiar concurent.