3.7. Influence of the Space Velocit

3.7. Influence of the Space Velocity. The influence of
contact time on methane and carbon dioxide conversions over
Ni/La2O3 catalyst was investigated at 973 K. The feed consisted
of CH4/CO2/He ) 10/10/80 mL/min. The alteration of contact
time was realized by adjusting both the amount of catalyst
(2-50 mg) and the feed rate.
As shown in Figure 7, both methane and carbon dioxide
conversion decreased rapidly as space velocity increases from
1.2 × 105 to 1.2 × 106 mL g-1 h-1
.
Comparison with the information reported by Verykios et al,27
the Ni°/La2O3 originated from the LaNiO3 perovskite exhibits
a higher catalytic performance than that obtained from 17% Ni/
La2O3 prepared by impregnation, especially at space velocities
higher than 2.0 × 105 mL g-1 h-1
. Verykios and Zhang reported
CH4 and CO2 conversions of 43% and 56%, respectively, at a
space velocity of 3.0 × 105 mL g-1 h-1 (contact time ) 0.01 g
s mL-1
), whereas the CH4 and CO2 conversion obtained in this
work are 74% and 83%, respectively, at the same GHSV.
3.8. Apparent Activation Energies. The variation of CH4
and CO2 reaction rates in the range of temperatures between
400 and 973 K was studied. The apparent activation energies
of CH4 and CO2 over the Ni/La2O3 catalyst coming from the
LaNiO3 perovskites was determined by using the Arrhenius plot
of ln rCH4 against 1/T. The results are shown in Figure 8.
The apparent activation energies of CH4 and CO2 were 68
and 77 kJ/mol, respectively. These values are lower than the respective activation energies reported for noble metal catalysts,
which are in the range 83-125 kJ/mol.29
Table 2 shows a comparison of the activation energies
reported by using nickel based catalyst for dry reforming of
CH4.
In Table 2, we can observe a difference in activation energies
between our results and those reported by other authors. These
differences may be due to a higher dispersion of the Ni° on
La2O3 obtained after reduction of the LaNiO3 perovskite.
3.9. Effect of CH4 and CO2 Partial Pressures on Intrinsic
Rate. The influence of the partial pressures of CH4 and CO2
on the reaction rate of CO2 reforming of methane is depicted
in Figure 9. This study was performed at atmospheric pressure
at 973 K under differential conditions.
The measurements were made maintaining the partial pressure
of one reactant constant at 10 kPa and varying the other reactant
pressure between 0 and 30 kPa.
The reforming reaction was carried out for 5 h until the
catalyst reached steady state. After that, the variation of CH4
or CO2 partial pressure was conducted using fresh catalyst
samples in each case.
In Figure 9a, we can observe that in the low methane partial
pressure (0-10 kPa) domain the reaction rate is strongly affected
by the methane partial pressure. From about 10 kPa, the increase of CH4 partial pressure up to 30 kPa does not seem to affect
significantly the rate of reaction.
The effect of the CO2 partial pressure on the rate of methane
reaction is shown in Figure 9b. The most important effect is
observed in the range 0-5 kPa. However, pressures higher than
about 5 kPa CO2 do not induce any change in the rate of
methane conversion.
Comparison of the curves presented in Figure 9a and b
suggests that the reaction rate is more susceptible to CO2 partial
pressure, than to CH4 partial pressure at low values of the CO2
and CH4 partial pressures. This result is in agreement whit the
stronger CO2 interaction than that of CH4. CO2 adsorbs on the
La2O3 component of the support to form the carbonate species
La2O2CO3 as discused in section 3.1 (see Figure 1). It was
suggested that these carbonate species play an important role
in the kinetic mechanism and the stability of the Ni/La2O3
catalyst.33
The reaction orders with respect to both reactants were
calculated using ln rCH4 versus ln PCH4 or PCO2 plots (Figure
10). From the slopes of the two straight lines, the resulting law
rate equation can be described as follows:
PCH4
) kPCH4
0.68PCO2
0.25

Kết quả (Việt) 1:

3.7. ảnh hưởng của vận tốc Space. Ảnh hưởng củaliên hệ với thời gian chuyển đổi mêtan và carbon dioxide hơnChất xúc tác ni/La2O3 được điều tra tại 973 K. Nguồn cấp dữ liệu bao gồmcủa ông/CH4/CO2) 10-10-80 mL/phút. Thay đổi số liên lạcthời gian đã được thực hiện bằng cách điều chỉnh cả hai số lượng chất xúc tác(2-50 mg) và tỷ lệ nguồn cấp dữ liệu.Như minh hoạ trong hình 7, mêtan và carbon dioxidechuyển đổi giảm nhanh chóng khi space vận tốc tăng từ1.2 × 105 đến 1,2 × 106 mL g-1 h-1.So sánh với các thông tin được báo cáo bởi Verykios et al, 27Ni ° / La2O3 có nguồn gốc từ các cuộc triển lãm Perovskit LaNiO3một hiệu suất chất xúc tác cao hơn thu được từ 17% Ni /La2O3 chuẩn bị bằng cách ngâm, tẩm, đặc biệt là ở vận tốc spacecao hơn 2,0 × 105 mL g-1 h-1. Verykios và trương báo cáoChuyển đổi CH4 và CO2 43% và 56%, tương ứng, tại mộtSpace tốc độ 3.0 × 105 mL g-1 h-1 (thời gian tiếp xúc) 0.01 gs mL-1), trong khi chuyển đổi CH4 và CO2 thu được ở đâycông việc là 74% và 83%, tương ứng, tại cùng một GHSV.3.8. rõ ràng kích hoạt nguồn năng lượng. Các biến thể của CH4và tỷ lệ phản ứng CO2 trong khoảng nhiệt độ400 và 973 K được nghiên cứu. Các nguồn năng lượng kích hoạt rõ ràngCH4 và CO2 hơn là chất xúc tác Ni/La2O3 đến từ cácLaNiO3 perovskites đã được xác định bằng cách sử dụng lô Arrheniuscủa ln rCH4 chống lại 1/T. Các kết quả được hiển thị trong hình 8.Các nguồn năng lượng kích hoạt rõ ràng của CH4, CO2 là 68và 77 kJ/mol, tương ứng. Những giá trị này là thấp hơn so với các nguồn năng lượng tương ứng kích hoạt thông báo cho các chất xúc tác kim loại quý tộc,mà đang ở trong phạm vi 83-125 kJ/mol.29Bảng 2 cho thấy một so sánh của các nguồn năng lượng kích hoạtbáo cáo bằng cách sử dụng chất xúc tác niken dựa cho khô cải cách củaCH4.Trong bảng 2, chúng tôi có thể quan sát một sự khác biệt trong kích hoạt năng lượnggiữa các kết quả và những báo cáo của các tác giả khác. Nhữngsự khác biệt có thể là do một sự phân tán cao ° Ni trênLa2O3 thu được sau khi giảm Perovskit LaNiO3.3.9. ảnh hưởng của CH4 và CO2 phần áp lực nội tạiTỷ lệ. Ảnh hưởng của áp suất phần CH4 và CO2trên mức phản ứng của CO2 cải cách của methane được mô tảtrong hình 9. Nghiên cứu này được thực hiện tại áp suất khí quyển973 k trong các điều kiện khác biệt.Các phép đo được thực hiện việc duy trì áp lực một phầncủa một chất liên tục 10 kPa và thay đổi chất khácáp lực giữa 0 và 30 kPa.Phản ứng cải cách được thực hiện cho 5 h cho đến khi cácchất xúc tác đạt trạng thái ổn định. Sau đó, các biến thể của CH4hay áp suất thành phần CO2 được tiến hành bằng cách sử dụng chất xúc tác tươimẫu trong mỗi trường hợp.Trong con số 9a, chúng tôi có thể quan sát mà ở mêtan thấp một phầnáp suất (0-10 kPa) miền tỷ lệ phản ứng mạnh mẽ bị ảnh hưởngbởi mêtan áp suất thành phần. Từ khoảng 10 kPa, sự gia tăng của áp suất thành phần CH4 đến 30 kPa dường như không ảnh hưởng đếnđáng kể tỷ lệ phản ứng.Tác dụng của áp suất phần của CO2 trên mức mêtanphản ứng được hiển thị trong hình 9b. Tác dụng quan trọng nhất làquan sát trong phạm vi 0-5 kPa. Tuy nhiên, áp lực cao hơnkhoảng 5 kPa CO2 không gây ra bất kỳ thay đổi nào trong tỷ lệchuyển đổi mêtan.So sánh các đường cong trình bày trong hình 9a, bcho thấy rằng tỷ lệ phản ứng dễ bị co 2 một phầnáp lực, hơn đến áp suất thành phần CH4 lúc thấp giá trị của các khí CO 2và CH4 phần áp lực. Kết quả này là trong thỏa thuận whit cácmạnh mẽ hơn tương tác CO2 hơn của CH4. CO2 adsorbs trên cácLa2O3 thành phần hỗ trợ để tạo thành các loài cacbonatLa2O2CO3 là discused trong phần 3.1 (xem hình 1). Nó đãđề nghị các cacbonat loài chơi một vai trò quan trọngtrong cơ chế động lực và sự ổn định của Ni/La2O3Catalyst.33Lệnh phản ứng đối với cả hai chất phản ứng làtính toán bằng cách sử dụng ln rCH4 so với ln PCH4 hoặc PCO2 lô (hình10). từ các sườn dốc của hai đường thẳng, luật kết quảphương trình tỷ lệ có thể được mô tả như sau:PCH4) kPCH40.68PCO20,25

Kết quả (Việt) 2:

3.7. Ảnh hưởng của vận tốc vũ trụ. Sự ảnh hưởng của
thời gian tiếp xúc trên methane và carbon dioxide chuyển đổi qua
Ni / La2O3 chất xúc tác đã được điều tra tại 973 K. Các thức ăn gồm
CH4 / CO2 / Anh) 10/10/80 mL / phút. Sự thay đổi tiếp xúc
thời gian đã được nhận ra bằng cách điều chỉnh cả lượng chất xúc tác
(2-50 mg) và tỷ lệ thức ăn.
Như thể hiện trong hình 7, cả methane và carbon dioxide
chuyển đổi giảm nhanh như vận tốc không gian tăng từ
1,2 × 105-1,2 × 106 mL g-1 h-1
.
so sánh với các thông tin báo cáo của Verykios et al, 27
Ni ° / La2O3 có nguồn gốc từ các perovskite LaNiO3 thể hiện
một hiệu suất xúc tác cao hơn thu được từ 17% Ni /
La2O3 chuẩn bị bằng cách ngâm tẩm, đặc biệt là ở không gian vận tốc
cao hơn 2,0 × 105 mL g-1 h-1
. Verykios và Zhang báo cáo
CH4 và chuyển đổi CO2 là 43% và 56%, tương ứng, ở
vận tốc khoảng 3,0 × 105 mL g 1-h-1 (thời gian tiếp xúc) 0,01 g
s mL-1
), trong khi CH4 và chuyển đổi CO2 thu được trong này
làm việc là 74% và 83%, tương ứng, tại GHSV cùng.
3.8. Năng lượng kích hoạt rõ ràng. Các biến thể của CH4
giá và phản ứng của CO2 trong khoảng nhiệt độ từ
400 đến 973 K đã được nghiên cứu. Các nguồn năng lượng kích hoạt rõ ràng
của CH4 và CO2 qua chất xúc tác Ni / La2O3 đến từ
perovskites LaNiO3 được xác định bằng cách sử dụng các âm mưu Arrhenius
ln rCH4 chống lại 1 / T. Các kết quả được thể hiện trong hình 8.
Các nguồn năng lượng kích hoạt rõ ràng của CH4 và CO2 là 68
và 77 kJ / mol tương ứng. Những giá trị này thấp hơn so với các nguồn năng lượng kích hoạt tương ứng được báo cáo cho các chất xúc tác kim loại quý,
đó là trong phạm vi 83-125 kJ / mol.29
Bảng 2 cho thấy một so sánh các nguồn năng lượng kích hoạt
báo cáo bằng cách sử dụng niken dựa chất xúc tác cho khô cải cách của
CH4.
Trong bảng 2, chúng ta có thể quan sát một sự khác biệt trong năng lượng kích hoạt
giữa các kết quả của chúng tôi và những báo cáo của các tác giả khác. Những
khác biệt này có thể là do một sự phân tán cao của Ni ° trên
La2O3 thu được sau khi giảm LaNiO3 perovskite.
3.9. Ảnh hưởng của CH4 và CO2 áp lực một phần vào thực chất
Rate. Sự ảnh hưởng của áp suất riêng phần của CH4 và CO2
vào tốc độ phản ứng của CO2 cải cách của metan được mô tả
trong Hình 9. Nghiên cứu này được thực hiện ở áp suất khí quyển
tại 973 K trong các điều kiện khác biệt.
Các phép đo được thực hiện duy trì áp suất riêng phần
của một chất phản ứng không đổi ở 10 kPa và thay đổi các chất phản ứng khác
áp giữa 0 và 30 kPa.
phản ứng cải cách được tiến hành trong 5 giờ cho đến khi
chất xúc tác đạt trạng thái ổn định. Sau đó, các biến thể của CH4
hoặc CO2 áp suất riêng phần được tiến hành sử dụng chất xúc tác mới
mẫu trong mỗi trường hợp.
Trong hình 9a, chúng ta có thể quan sát thấy trong các phần mêtan thấp
áp (0-10 kPa) miền tốc độ phản ứng bị ảnh hưởng mạnh
bởi các mêtan áp suất riêng phần. Từ khoảng 10 kPa, sự gia tăng của áp suất riêng phần CH4 lên đến 30 kPa dường như không ảnh hưởng
đáng kể tốc độ của phản ứng.
Ảnh hưởng của áp suất CO2 một phần vào tốc độ của mêtan
phản ứng được thể hiện trong hình 9b. Hiệu quả quan trọng nhất là
quan sát trong khoảng 0-5 kPa. Tuy nhiên, áp lực cao hơn
khoảng 5 kPa CO2 không gây ra bất kỳ thay đổi trong tỷ lệ
chuyển đổi mêtan.
So sánh các đường cong được trình bày trong Hình 9a và b
cho thấy tốc độ phản ứng nhạy cảm hơn với một phần CO2
áp lực, hơn là áp suất riêng phần CH4 ở giá trị thấp của CO2
và CH4 áp lực một phần. Kết quả này cũng phù hợp whit
tương tác CO2 mạnh hơn so với CH4. CO2 hấp thụ vào các
thành phần La2O3 của sự hỗ trợ để hình thành loài cacbonat
La2O2CO3 như discused trong phần 3.1 (xem hình 1). Nó được
gợi ý rằng những loài cacbonat đóng một vai trò quan trọng
trong cơ chế động học và sự ổn định của Ni / La2O3
catalyst.33
Các đơn đặt hàng phản ứng liên quan đến cả chất phản ứng với đã được
tính toán bằng ln rCH4 so ln PCH4 hoặc lô pCO2 (Hình
10). Từ dốc của hai đường thẳng, kết quả của pháp luật
phương trình tỷ lệ có thể được mô tả như sau:
PCH4
) kPCH4
0.68PCO2
0.25