بررسی اثر میدان مغناطیسی بر عملکرد کاتالیست های اکسیداسیون جزئی متان پروموت شده با فلز آهن
چکیده
امروزه فرآیند کاتالیستی اکسیداسیون جزیی متان مورد توجه زیادی قرار گرفته است. دو گروه اصلی کاتالیست برای این فرآیند گزارش شده است که فعالیت بالایی را از خود نشان داده اند. کاتالیست های نیکل پایه دار و همچنین کاتالیست های پایه دار فلزات نجیب . بدلیل ارزان قیمت بودن و قابل دسترس بودن نیکل استفاده از این نوع کاتالیست در کارهای تجربی بیشتر مورد توجه بوده و از دیدگاه صنعتی نیز استفاده از کاتالیست های نیکل پایه-دار ترجیح داده شده و همچنان در حال توسعه است. با توجه به خصوصیات ذاتی فلز نیکل که یک ماده فرومغناطیس محسوب می شود تحت شرایط میدان رفتار مغناطیسی در آنها رشد می یابد. هم جهت شدن دو قطبی های مغناطیسی در این نوع از مواد سبب تحت تاثیر قرار گرفتن حوزه های مغناطیسی در آنها شده و به همین دلیل خواص مغناطیسی ماده تقویت می شود. ارتقادهنده آهن هم به جهت همین خاصیت در نظر گرفته شده است. برای بررسی عملکرد کاتالیست از یک رآکتور لوله ای از جنس کوارتز با قطر داخلی تقریبی 3 میلی متر استفاده شد و انجام واکنش ها در فشار اتمسفریک و دماهای بین 500 تا 800 درجه سانتیگراد در نظر گرفته شده است. هدف اصلی این تحقیق بررسی اثر تقویت کننده آهن در کاتالیست نیکل همچنین تاثیر میدان مغناطیسی خارجی بر عملکرد واکنش کاتالیستی اکسیداسیون جزیی متان در مرحله ساخت و همچنین در شرایط انجام واکنش بوده است. نتایج بدست آمده بیانگر این است که حضور آهن بعنوان تقویت کننده در ساختار کاتالیست بازده هیدروژن را افزایش می دهد. همچنین اثر میدان مغناطیسی در شرایط انجام واکنش افزایش کمی در بازده h2 و نسبت h2/co نشان می دهد. اما با حضور میدان مغناطیسی در مرحله آماده سازی کاتالیست اثر قابل ملاحظه ای بر عملکرد کاتالیست مشاهده شد وگزینش پذیری co به میزان چشمگیری افزایش پیدا کرد. افزایش دما در آزمایشات باعث افت شدید تاثیرات میدان بر روی نتایج عملکرد کاتالیست شده است که با ارتباط مستقیم کاهش خاصیت مغناطیسی با افزایش دما مطابقت دارد.