Lanthanide-Promoted Ni-Based Catalysts for Enhanced Syngas Production via Dry Reforming of Methane. Masters thesis, King Fahd University of Petroleum and Minerals.

PDF Imtiaz UL Hasan (g202315990)_Thesis.pdf - Accepted Version Restricted to Repository staff only until 21 December 2026. Download (5MB)

Arabic Abstract

لإنتاج غاز التوليف. ُح ِّضرت محفزات تحتوي على %5-0.5وزنيًا من البروم عن طريق التشريب المتسلسل بين ، ،SEM/EDXو ،CO2-TPDو ،H2-TPRو ،XRDو BETالبداية والرطوبة، و ُو ِّصفت باستخدام تقنيات ، ومطيافية رامان. أدى دمج البروم إلى تحسين ملحوظ في تفاعل تشتت النيكل ال ُمعزز مع المعدن، ،FTIRوTEMو متحركة بالأكسجين، مما عزز قابلية الاختزال وتنشيط ثاني أكسيد الكربون. من بين العينات Pr6O11وولَّد أطوار عند درجة H2/CO ~ 1تتجاوز %85بنسبة CO2و CH4أفضل أداء، محققًا تحويلات Ni15Pr3المختبرة، أظهر حرارة 800درجة مئوية. أكد اختبار الاستقرار عند درجة حرارة 650درجة مئوية لمدة 13ساعة مقاومة فائقة للتعطيل وترسب الكربون، مع الكشف عن كربون غير متبلور وسهل الإزالة بشكل رئيسي. عزز التآزر بين جسيمات البراسيوديميوم النانوية والنيكل سلوك الأكسدة والاختزال والمتانة الهيكلية، مما جعل البراسيوديميوم محف ًزا فعا ًلا القائمة على النيكل والمستقرة والمقاومة للكوك. تساهم هذه النتائج في تطوير تقنيات فعالة لاستخدام DRMلمحفزات .ثاني أكسيد الكربون لإنتاج غاز اصطناعي مستدام

English Abstract

In this work, praseodymium-promoted Ni/γ-Al2O3 catalysts were synthesized and evaluated for the dry reforming of methane (DRM) to produce syngas. Catalysts containing 0.5-5 wt % Pr were prepared by sequential incipient-wetness impregnation and characterized using BET, XRD, H2-TPR, CO2-TPD, SEM/EDX, TEM, FTIR, and Raman spectroscopy. Pr incorporation markedly improved Ni dispersion strengthened metal support interaction, and generated oxygen-mobile Pr6O11 phases that enhanced reducibility and CO2 activation. Among the tested samples, Ni15Pr3 exhibited the best performance, achieving CH4 and CO2 conversions above 85 % with a H2/CO ratio ~ 1 at 800 °C. Stability testing at 650 °C for 13 h confirmed superior resistance to deactivation and carbon deposition, with mainly amorphous, easily removable carbon detected. The synergy between praseodymium and Ni nanoparticles enhanced both redox behavior and structural durability, establishing Pr as an effective promoter for stable and coke-resistant Ni-based DRM catalysts. These findings contribute to the development of efficient CO2-utilization technologies for sustainable syngas production.

Item Type:	Thesis (Masters)
Subjects:	Chemistry Chemical Engineering Research Research > Refining Petroleum
Department:	College of Chemicals and Materials > Materials Science and Engineering
Committee Advisor:	Malaibari, Zuhair Omar
Committee Members:	Ahmed, Shakeel and Hossain, Mohammad Mozahar
Depositing User:	IMTIAZ UL HASAN (g202315990)
Date Deposited:	23 Dec 2025 07:23
Last Modified:	23 Dec 2025 07:23
URI:	http://eprints.kfupm.edu.sa/id/eprint/143819