3.2.1. Influence of reaction temper

3.2.1. Influence of reaction temperature
Besides the Ni0 particle size, reaction temperature also substantially
affects the catalytic performance. Fig. 6 shows that the
deactivation rate is substantially increased with the increase of
reaction temperature. The effect of reaction temperature on the
catalytic performance can be explained by the difference between
the decomposition rate of methane at the front surface of Ni0 particles
and the diffusion rate of dissolved carbon atoms through Ni0
particles (Fig. 8). At low temperature, the decomposition rate of
methane is rather slow and becomes the rate determining step
for CDM reaction, hence resulting in the lower catalytic activity
of both catalysts for H2 production. As the reaction temperature is
increased towards the optimum reaction temperature, the decomposition
rate of methane and the diffusion rate of carbon atoms are
increased till these two rates become balanced, leading to the continual
growth process of carbon filaments without the formation of
excess carbon. Therefore,the catalytic activity atthe optimum reaction
temperature can be maintained for a long period of reaction.
Upon further increase of the reaction temperature, the decomposition
rate of methane becomes much higher than the diffusion rate
of carbon atom through Ni0 particles. Consequently, the Ni0 particles
are rapidly covered by the excess carbon, forming carbon with
globular-like structure (instead of filamentous structure) which
causes the rapid deactivation of catalysts. Moreover, it is worth
to note here that the difference between the methane decomposition
rate and the carbon atom diffusion rate at high reaction
temperature over the larger Ni0 particle is much higher than those
observed over the smaller Ni0 particles. This is due to the fact
that the larger Ni0 particles not only have more active surface to
decompose methane to H2 and carbon atoms, but also have the
longer distance for carbon atoms to diffuse through. Consequently,
the larger Ni0 particle is readily covered by the excess carbon and
form globular-like structure at high reaction temperature. Therefore,
it is not surprising that the large agglomerated Ni0 particles
(>100 nm) after the reduction of NiO/La2O3 catalyst are completely
deactivated within 2 h at 800 ◦C.
3.2.2. Influence of H2 presence in the feed stream
Fig. 9 shows the effect ofthe presence of H2 in the feed stream on
the catalytic performance of LaNiO3 perovskite catalyst performed at three reaction temperatures, i.e. 600, 700 and 800 ◦C. It can be
observed that the presence of H2 in the feed stream significantly
reduces the catalytic deactivation rate at high reaction temperature.
This is because H2 could clean the active surface of Ni0
particles by H2 gasification of the excess carbon (C + 2H2 →CH4).
This excess carbon is mostly formed on the surface of Ni0 particles
at high reaction temperature which causes the methane
decomposition rate to be much faster than carbon atom diffusion
rate.
3.3. Characterization of carbon deposits
3.3.1. X-ray diffraction analysis
The carbon deposits on the used catalysts were investigated
by XRD analysis. Figs. 1(e) and 2(e) show that the highly ordered
graphitic-structure carbon deposits are produced from the CDM
reaction over the LaNiO3 perovskite and NiO/La2O3 catalyst precursors,
respectively. This highly ordered graphitic structure is
evidenced by the strong diffraction peak at 2 = 26.1◦.
3.3.2. Microscopic analysis
The structure of carbon deposits on the used catalysts was further
investigated by TEM. Fig. 10 shows that the central region
of carbon deposits is hollow, displaying the structure of carbon
nanotube (CNT). The presence of carbon deposits with rod-like
structure (carbon nanofiber) and globular-like structure (encapsulating
carbon) can also be observed, especially on the NiO/La2O3
catalyst performed at high reaction temperature. TEM images show
that CNTs obtained from CDM reaction over LaNiO3 perovskite
catalyst have highly uniform diameter of 25.4 ± 5.84 nm. On the
contrary, CNTs with very broad size (40.1 ± 24.12 nm) are obtained
from CDM reaction over NiO/La2O3 catalyst.

Kết quả (Việt) 1:

3.2.1. ảnh hưởng của nhiệt độ phản ứngBên cạnh đó các hạt Ni0 kích thước, phản ứng nhiệt độ cũng đáng kểảnh hưởng đến hiệu suất chất xúc tác. Hình 6 cho thấy rằng cáctỷ lệ chấm dứt hoạt được tăng lên đáng kể với tăng trưởng dân sốphản ứng nhiệt độ. Tác dụng của phản ứng nhiệt độ trên cácchất xúc tác hiệu suất có thể được giải thích bởi sự khác biệt giữatỷ lệ phân hủy của metan ở bề mặt phía trước của các hạt Ni0và tỷ lệ khuếch tán nguyên tử cacbon hòa tan thông qua Ni0hạt (hình 8). Lúc nhiệt độ thấp, tốc độ phân hủymêtan là khá chậm và trở thành mức xác định bướcCDM phản ứng, do đó kết quả trong các hoạt động xúc tác thấptrong cả hai chất xúc tác cho H2 sản xuất. Khi nhiệt độ phản ứngtăng lên tới nhiệt độ tối ưu phản ứng, sự phân hủytỷ lệ của methane và tỷ lệ khuếch tán nguyên tử cacbontăng lên cho đến khi những tỷ giá hai trở nên cân bằng, dẫn đến sự liên tụcquá trình tăng trưởng của sợi cacbon mà không có sự hình thành củacarbon dư thừa. Vì vậy, hoạt động xúc tác phản ứng tối ưunhiệt độ có thể được duy trì trong một thời gian dài phản ứng.Khi tăng nhiệt độ phản ứng, sự phân hủytỷ lệ của mêtan trở nên cao hơn nhiều so với tỷ lệ phổ biếncarbon các nguyên tử qua các hạt Ni0. Do đó, các hạt Ni0nhanh chóng được bao phủ bởi các-bon dư thừa, tạo thành cacbon vớicụm sao cầu giống như cấu trúc (thay vì cấu trúc sợi nhỏ) mànguyên nhân vô hiệu hóa nhanh chóng của chất xúc tác. Hơn nữa, nó có giá trịcần lưu ý ở đây là sự khác biệt giữa phân hủy mêtantỷ lệ và tỷ lệ khuếch tán nguyên tử cacbon ở cao phản ứngnhiệt độ trên Ni0 hạt lớn hơn là cao hơn nhiều so với những ngườiquan sát trên các hạt nhỏ hơn Ni0. Điều này là do thực tếCác hạt Ni0 lớn hơn không chỉ có nhiều hoạt động bề mặtMêtan cho H2 và cacbon nguyên tử phân hủy, nhưng cũng có nhữngkhoảng cách lâu hơn cho các nguyên tử cacbon để khuếch tán qua. Do đó,Ni0 hạt lớn dễ dàng được bao phủ bởi các-bon dư thừa vàhình thức cầu giống như cấu trúc ở nhiệt độ cao phản ứng. Do đó,nó không phải là đáng ngạc nhiên rằng các lớn Risorgimento Ni0 hạt(> 100 nm) sau khi giảm chất xúc tác NiO/La2O3 hoàn toànngừng hoạt động trong vòng 2 h tại 800 ◦C.3.2.2. ảnh hưởng của sự hiện diện của H2 trong dòng suối nguồn cấp dữ liệuHình 9 cho thấy hiệu quả của sự hiện diện của H2 trong dòng suối nguồn cấp dữ liệu trêndiễn LaNiO3 Perovskit chất xúc tác, chất xúc tác thực hiện tại ba phản ứng nhiệt độ, nghĩa là 600, 700 và 800 ◦C. Nó có thểquan sát thấy rằng sự hiện diện của H2 trong nguồn cấp dữ liệu một cách đáng kể dònglàm giảm tỷ lệ chấm dứt hoạt chất xúc tác ở nhiệt độ cao phản ứng.Điều này là do H2 có thể làm sạch bề mặt hoạt động của Ni0hạt bằng H2 gasification các-bon dư thừa (C + 2H 2 →CH4).Carbon dư thừa này chủ yếu được hình thành trên bề mặt các hạt Ni0ở nhiệt độ cao phản ứng gây ra mêtantỷ lệ phân hủy được nhanh hơn nhiều so với nguyên tử cacbon diffusiontỷ lệ.3.3. các đặc tính của tiền gửi carbon3.3.1. nhiễu xạ tia x phân tíchTiền gửi carbon trên được sử dụng chất xúc tác bị điều trabằng cách phân tích XRD. Figs. 1(e) và 2(e) cho thấy rằng thứ tự caotiền gửi cấu trúc graphitic carbon được sản xuất từ các CDMphản ứng LaNiO3 Perovskit và NiO/La2O3 chất xúc tác tiền thân,tương ứng. Điều này cao ra lệnh cấu trúc graphiticchứng minh bằng nhiễu xạ mạnh đỉnh tại 2 = 26.1◦.3.3.2. kính hiển vi phân tíchCấu trúc của tiền gửi carbon trên được sử dụng chất xúc tác nữađiều tra bằng TEM. Hình 10 cho thấy rằng khu vực miền trungtiền gửi carbon là rỗng, Hiển thị các cấu trúc của cacbonnanotube (CNT). Sự hiện diện của carbon tiền gửi với que giống nhưcấu trúc (quang sợi Nano cacbon) và các cụm sao cầu giống như cấu trúc (đóng góicacbon) có thể cũng được quan sát thấy, đặc biệt là trên NiO/La2O3chất xúc tác thực hiện ở nhiệt độ cao phản ứng. TEM hình ảnh hiển thịrằng CNTs thu được từ phản ứng CDM qua LaNiO3 Perovskitchất xúc tác có cao thống nhất đường kính 25,4 ± 5.84 nm. Trên cácngược lại, CNTs với kích thước rất rộng (40,1 ± 24,12 nm) thu đượctừ CDM các phản ứng trên NiO/La2O3 chất xúc tác.

Kết quả (Việt) 2:

3.2.1. Ảnh hưởng của nhiệt độ phản ứng
Bên cạnh kích thước hạt Ni0, nhiệt độ phản ứng cũng đáng kể
ảnh hưởng đến hiệu suất xúc tác. Sung. 6 cho thấy
tỷ lệ Chấm dứt hoạt được tăng lên đáng kể với sự gia tăng của
nhiệt độ phản ứng. Ảnh hưởng của nhiệt độ phản ứng trên
hiệu suất xúc tác có thể được giải thích bởi sự khác biệt giữa
tốc độ phân hủy của metan ở bề mặt phía trước của các hạt Ni0
và tốc độ khuếch tán của các nguyên tử carbon hòa tan qua Ni0
hạt (Hình. 8). Ở nhiệt độ thấp, tốc độ phân hủy của
metan là khá chậm và trở nên tỷ lệ xác định bước
cho phản ứng CDM, do đó dẫn đến hoạt tính xúc tác thấp hơn
của cả hai chất xúc tác để sản xuất H2. Khi nhiệt độ phản ứng được
tăng lên đối với nhiệt độ phản ứng tối ưu, sự phân hủy
tỷ lệ mêtan và tốc độ khuếch tán của các nguyên tử carbon được
tăng lên đến hai tỷ lệ này trở nên cân bằng, dẫn đến việc liên tục
quá trình tăng trưởng của sợi carbon mà không tạo thành
cacbon dư thừa. Do đó, các hoạt động xúc tác atthe phản ứng tối ưu
nhiệt độ có thể được duy trì trong một thời gian dài của phản ứng.
Khi tiếp tục tăng nhiệt độ phản ứng, sự phân hủy
tỷ lệ mêtan trở nên cao hơn nhiều so với tốc độ khuếch tán
của các nguyên tử carbon qua các hạt Ni0. Do đó, các hạt Ni0
đang nhanh chóng bao phủ bởi cacbon dư thừa, tạo thành carbon với
cấu trúc hình cầu giống như (thay vì cấu trúc dạng sợi) mà
nguyên nhân làm mất nhanh chóng của chất xúc tác. Hơn nữa, nó là giá trị
cần lưu ý ở đây là sự khác biệt giữa sự phân hủy metan
tỷ lệ và carbon tốc độ khuếch tán nguyên tử phản ứng cao
nhiệt độ trên các hạt Ni0 lớn hơn là cao hơn nhiều so với những người
quan sát thấy trong hạt Ni0 nhỏ hơn. Điều này là do thực tế
rằng các hạt Ni0 lớn hơn không chỉ có mặt tích cực hơn để
phân hủy metan để H2 và các nguyên tử carbon, nhưng cũng có những
khoảng cách dài hơn đối với các nguyên tử carbon để khuếch tán qua. Do đó,
các hạt Ni0 lớn hơn là dễ dàng bao phủ bởi cacbon dư thừa và
hình thành cấu trúc hình cầu giống như ở nhiệt độ phản ứng cao. Do đó,
nó không phải là đáng ngạc nhiên rằng các hạt lớn thiêu kết Ni0
(> 100 nm) sau khi giảm NiO / La2O3 chất xúc tác là hoàn toàn
ngừng hoạt động trong vòng 2 giờ ở 800 ◦C.
3.2.2. Ảnh hưởng của H2 hiện diện trong thức ăn truyền
hình. 9 cho thấy tác dụng ofthe hiện diện của H2 trong dòng thức ăn trên
hiệu suất xúc tác của LaNiO3 perovskite chất xúc tác thực hiện tại ba nhiệt độ phản ứng, tức là 600, 700 và 800 ◦C. Nó có thể được
quan sát thấy rằng sự hiện diện của H2 trong dòng thức ăn đáng kể
làm giảm tỷ lệ Chấm dứt hoạt tính xúc tác ở nhiệt độ phản ứng cao.
Điều này là do H2 có thể làm sạch các bề mặt tích cực của Ni0
hạt bằng H2 khí hóa của cacbon dư thừa (C + 2H2 → CH4) .
cacbon dư thừa này chủ yếu được hình thành trên bề mặt của các hạt Ni0
ở nhiệt độ phản ứng cao mà nguyên nhân của metan
tốc độ phân hủy để được nhanh hơn nhiều so với carbon nguyên tử khuếch tán
tỷ lệ.
3.3. Đặc tính của các khoản tiền gửi carbon
3.3.1. Phân tích nhiễu xạ tia X
Các mỏ than trên xúc tác sử dụng đã được nghiên cứu
bằng phân tích XRD. Vả. 1 (e) và 2 (e) cho thấy trật tự cao
tiền gửi carbon graphitic cấu trúc được sản xuất từ CDM
phản ứng trên các perovskite LaNiO3 và tiền chất NiO / La2O3 chất xúc tác,
tương ứng. Cấu trúc graphitic trật tự cao này được
chứng minh bằng các đỉnh nhiễu xạ mạnh tại 2? = 26.1◦.
3.3.2. Phân tích vi
Cơ cấu tiền gửi carbon trên xúc tác sử dụng được tiếp tục
điều tra bởi TEM. Sung. 10 cho thấy rằng khu vực trung tâm
của mỏ than là rỗng, hiển thị cấu trúc của cacbon
ống nano (CNT). Sự hiện diện của tiền gửi carbon với que như
cấu trúc (carbon sợi nano) và hình cầu giống như cấu trúc (đóng gói
carbon) cũng có thể được quan sát, đặc biệt là trên NiO / La2O3
chất xúc tác thực hiện ở nhiệt độ phản ứng cao. Hình ảnh TEM cho thấy
rằng CNT thu được từ phản ứng CDM trên LaNiO3 perovskite
chất xúc tác có đường kính rất thống nhất 25,4 ± 5,84 nm. Trên
trái, CNT với kích thước rất lớn (40,1 ± 24,12 nm) thu được
từ phản ứng CDM trên NiO / La2O3 chất xúc tác.