A Comparative Study of Rhodium-Based Catalysts on TiO2 and CeO2 Supports for CO2 Reforming of Ethane. Masters thesis, King Fahd University of Petroleum and Minerals.

PDF MS_THESIS_UMER_AIZAZ.pdf - Accepted Version Restricted to Repository staff only until 22 December 2026. Download (24MB)

Arabic Abstract

يستخدم كسر روابط C-C أثناء عملية الإصلاح الجاف للإيثان الإيثان، وهو أحد المكونات الرئيسية لغاز الصخر الزيتي، كمادة خام مفيدة لتوليد الغاز الاصطناعي (CO + H2). استخدم هذا العمل عملية التشريب لإعداد Rh مدعومًا بمحفزات CeO2 وTiO2. كانت الأهداف الرئيسية لاختبارات الإصلاح الجاف للإيثان للمحفزات هي تقليل توليد النواتج الثانوية (الميثان) وتحسين انتقائية الغاز الاصطناعي. استُخدم حيود الأشعة السينية، ومساحة سطح بروناور-إيميت-تيلر، والمجهر الإلكتروني الماسح، وطيف الأشعة السينية الضوئية الإلكترونية لتوصيف المحفزات. عند درجات حرارة تتراوح بين 400 و650 درجة مئوية، ونسبة ثاني أكسيد الكربون إلى الإيثان 3:1، اختُبرت المحفزات لتفاعلات الإصلاح الجاف للإيثان في مفاعل ذي طبقة ثابتة. باستخدام هذين المحفزين، اكتُشف أن تحويل الإيثان يزداد بترتيب Rh/TiO2> Rh/CeO2. أظهر Rh/TiO2تحويل إيثان بنسبة 99%، و31%، و66% من H2 وCO، على التوالي، بينما أظهر محفز Rh/CeO2تحويل إيثان بنسبة 97%، و22%، و61% من H2 وCO. كان التوازن بين المواقع الحمضية والقاعدية على السطح، وتشتت أكاسيد Rh المُحسّن على دعامة TiO2، السببين الرئيسيين لارتفاع تحويل الإيثان. وقد تعزز إنتاج الغاز الاصطناعي العالي أثناء الإصلاح الجاف لتفاعل الإيثان بفضل تسهيل محفز Rh لتفكك رابطة C-C للإيثان، مما أدى إلى تكوين وسيطات ميثيل تفاعلت لاحقًا مع ثاني أكسيد الكربون الممتص.

English Abstract

The breaking of C-C bonds during the dry reforming of ethane process utilizes ethane which is one of the main constituents of shale gas and a useful feedstock for the generation of syngas (CO + H2). This work utilized the impregnation process to prepare Rh supported on CeO2 and TiO2 catalysts. The primary goals of the dry reforming of ethane tests for the catalysts were to decrease the generation of byproducts (methane) and improve selectivity to syngas. X-ray diffraction, Brunauer-Emmett-Teller surface area, scanning electron microscopy, and X-ray photoelectron spectroscopy were used to characterize the catalysts. At temperatures between 400 and 650 °C and a CO2/ethane ratio of 3:1, the catalysts were tested for the dry reforming of ethane reactions in a fixed-bed reactor. Over these two catalysts, it was discovered that ethane conversion increases in the order of Rh/TiO2 > Rh/CeO2. Rh/TiO2 demonstrated >99% ethane conversion 31%, and 66% selectivity of H2 and CO, respectively while Rh/CeO2 catalyst demonstrated >97% ethane conversion, 22%, and 61% selectivity of H2 and CO. The high surface area and the improved dispersion of Rh on the surface of TiO2 support were the primary causes of the high ethane conversion.

Item Type:	Thesis (Masters)
Subjects:	Chemical Engineering
Department:	College of Chemicals and Materials > Chemical Engineering
Committee Advisor:	Alyousef, Zuhair
Committee Members:	Al-Sayoud, AbdulJabar and Hossain, Mohammad Mozahar
Depositing User:	UMER AIZAZ (g202315330)
Date Deposited:	23 Dec 2025 07:22
Last Modified:	23 Dec 2025 07:22
URI:	http://eprints.kfupm.edu.sa/id/eprint/143827