ACTIVE FIBROUS STRUCTURED SILICA METAL OXIDE SUPPORTED NICKEL CATALYSTS FOR DRY REFORMING OF METHANE. Masters thesis, King Fahd University of Petroleum and Minerals.

PDF Final MS-MM Awad.pdf - Accepted Version Restricted to Repository staff only until 5 June 2025. Download (3MB)

Arabic Abstract

الاهتمام لسبب عدم قدرتها على تركيز ثاني أكسيد الكربون والميثان مع إنتاج غاز (DRM) قيم صناعية. ومع ذلك، لا تزال هناك مشاركة في فهم التفاعلات التآزرية بين النشاط والخصائص الفيزيائية والكيميائية. واتخاذ هذه الدراسة هذه الأكلات من خلال تقديم تقييم توليف وأداء مؤثرات النيكل العضوية المدعومة بأكاسيد فلز السيليكا ذات البنية الليفية الضعيفة للميثان، بفضل كل المزايا المميزة DRM، بهدف إنتاج فعال للغاز الاصطناعي. تم تطوير ودراسة دعامتين لدعم معدن النيكل أثناء التفاعل على أكسيد الألومنيوم كدعم مشترك داخل إطار ليفي السيليكا تحميله بنسبة ٪ 10 NSZF- في النشاط التحفيزي يريد. يشتمل على المحفز 10 حيث يمكن لإدارة الحقوق الرقمية (DRM) بشكل واضح أن تكون تفاعلية NSZF- بالوزن من النيكل، مما يؤدي إلى زيادة نسبة الرطوبة دون المساس بالأداء التحفيزي. أظهر 10حصلت على تحويلات ثاني أكسيد الكربون والميثان بنسبة %82 و74%، على التوالي، خلال فترة تفاعل مدتها 40 ساعة عند 750 درجه مئويه. بالإضافة إلى7 على المرحاض، وكان ذلك مع نسبة % . تحويلات عالية من ثاني أكسيد الكربون والميثان بنسبة % 87 و 88 NSZF- إلى ذلك، أظهر المحفز 15 إلى الربحية التركيبية والمورفولوجية المحسنة، NSZF- محاولة في تحويل ثاني أكسيد الكربون عبر الزمن. يمكن أن يعزى الأداء المحسن لـ 15 كلهم DRM، إلى جزء تفاعلي قوي لدعم بناء البناء التشكيلي. تم تطوير ودراسة دعامتين لدعم معدن النيكل أثناء التفاعل وهو محفز نيكل ليفي مدعوم من السيليكا والثانى، NSLF- وهو يدعم ًا متميزًا في النشاط التحفيزي. علاوة على ذلك، أظهر ، 10 نيكلً مشتتًا بشكل موحد، وتفاعلًا قويًا مع دعم معدني، وجسمات النيكل الصغيرة. حصل هذا المحفز على ثاني أكسيد الكربون 7، على التوالي، مع نسبة مرتفعة من الهيدروجين : أول أكسيد الكربون. تسلط هذه النتائج على إمكانية الوصول % . الكربون والميثان عند % 87 و 86 استخدام محفزات النيكل ذات البنية الليفية والمدعومة بأكسيد النيكل لإنتاج الغاز الاصطناعي، من خلال معالجة الميثان، مما يمهد المدى المتوقع على نطاق صناعي في المستقبل.

English Abstract

The dry reforming of methane (DRM) reaction has attracted significant attention due to its potential to mitigate carbon dioxide (CO2) and methane (CH4) emissions while yielding valuable syngas. However, there remains a gap in understanding the synergistic interactions between catalytic activity and physicochemical features. This study addresses this gap by presenting a synthesis and performance evaluation of active fibrous-structured silica metal oxides-supported nickel catalysts for DRM, with the aim of achieving efficient syngas production. Two supports were developed and investigated for supporting the nickel active metal during the DRM reaction, each offering distinct advantages in catalytic activity and stability. The NSZF-10 catalyst incorporates zinc oxide as a co-support within the silica fibrous framework and is loaded with 10 wt.% nickel, resulting in enhanced hydrogen selectivity without compromising catalytic performance. NSZF-10 demonstrated remarkable efficiency in the DRM reaction, achieving CH4 and CO2 conversions of 82% and 74%, respectively, over a 40-hour reaction period at 750 oC. Additionally, the NSZF-15 catalyst exhibited high CH4 and CO2 conversions of 87% and 88.7%, respectively, albeit with a slight decrease in CO2 conversion over time. The improved performance of NSZF-15 can be attributed to optimized textural and morphological properties, along with a strong metal-support interaction facilitated by zinc oxide.Two supports were developed and investigated for supporting the nickel active metal during the DRM reaction, each offering distinct advantages in catalytic activity and stability. Moreover, NSLF-10, a fibrous silica-lanthana-supported nickel catalyst, exhibited uniformly dispersed nickel, a strong metal-support interaction, and small nickel particle size. This catalyst achieved high conversions of CH4 and CO2 at 87% and 86.7%, respectively, with an elevated H2/CO ratio. These findings highlight the potential of using fibrous-structured silica metal oxide-supported nickel catalysts for efficient syngas production through the DRM, paving the way for industrial-scale applications in the future.

Item Type:	Thesis (Masters)
Subjects:	Chemistry
Department:	College of Chemicals and Materials > Chemistry
Committee Advisor:	Alhooshani, Khalid R
Committee Members:	Ganiyu, Saheed Adewale and El Ali, Bassam Mohamad
Depositing User:	MOHAMMED AWAD (g202212100)
Date Deposited:	09 Jun 2024 10:50
Last Modified:	09 Jun 2024 10:50
URI:	http://eprints.kfupm.edu.sa/id/eprint/142947