3.5. Definition of Reaction Conditi

3.5. Definition of Reaction Conditions. Preliminary experiments
were carried out to find suitable conditions in which
internal and external mass transfer effects are not predominant. The effects of interface and intraparticle heat and mass transport
resistances on conversions were determined employing theoretical
and experimental procedures.22 A diagnostic test was applied
to check the presence of interphase limitations23 by changing
both reactant flow rate (F) and catalyst volume (V), while
keeping constant their ratio (GHSV ) 3 × 105 mL g-1 h-1
).
The results are presented in Figure 5. A useful diagnostic test
to check for the presence of intraphase concentration gradient
consists of determining the isothermal conversion for particles
of different size at constant space velocity.23 If the conversion
varies by decreasing the particle size, intraphase mass transfer
is limiting, whereas a constant conversion indicates that the
system is under chemical kinetic control.
As shown in Figure 5a, the methane conversion was found
to be independent of the gas velocity when the gas flow rate
was higher than 100 mL/min, indicating the absence of external
mass transfer effects. Varying the average size of catalysts
particles (up to 355 µm) Figure 5b, no intraparticle diffusion
limitation was observed in the range of conditions studied.
Therefore, all reactions were performed using a total flow rate
of 100 mL/min whereas the catalyst grain size was kept at 180
µm.
3.6. Stability and Catalytic Activity of Ni°/La2O3 Originated
from the LaNiO3 Perovskite. The methane dry reforming
reaction using a feed of CH4/CO2/He ) 10/10/80 mL/min
(GHSV ) 1.2 × 105 mL h-1 g-1
) was carried out at 973 K.
Figure 6 presents the conversion of CH4, CO2 and the molar
ratio H2/CO with time on stream under integral reaction
conditions over Ni/La2O3 originated from the LaNiO3 perovskite.
The catalyst thus obtained is highly active, the CH4 and CO2
conversions being about 90% with a molar ratio H2/CO close
to 1 during 100 h of reaction. Moreover, no side reactions were
observed as carbon deposition or RWGS commonly observed
when using lanthanum-nickel based catalyst.24,25 These results
suggest that, under these experimental conditions, the thermodynamic equilibrium was reached according to the value of the
standard free energy calculated at 973 K (∆G973K° ) -16 kJ
mol-1
).26
Such a high stability was already observed for Ni/La2O3
catalyst by Zhang and co-workers but only for low conversion
(about 30%), a significant deactivation occurring at higher
conversion.27
After reaction, the only phases detected by XRD are metallic
nickel and the hexagonal phase lanthanum oxycarbonate:
La2O2CO3, resulting from the CO2 adsorption and reaction over
La2O3 during the reaction (Figure 1d).
It is suggested that the high performance of the Ni/La2O3
catalyst is the result of (i) the high activity of Ni° particles for
the CH4 decomposition, (ii) the reactivity of La2O3 particles
with CO2 to form La2O2CO3 carbonate, and (iii) the facile
reaction of that carbonate with the carbon formed at the interface
of the Ni particles with the support, thus restoring the original
catalytic surface. If the rate of carbon deposition is equal or
lower than the rate of carbon scavenging, a stable catalyst is
thus obtained.28
For the above reasons, the present kinetic study took into
account the two active sites: the Ni° and the La2O3 particles
which respectively activate the CH4 and CO2 molecules

Kết quả (Việt) 1:

3.5. định nghĩa của điều kiện phản ứng. Sơ bộ thí nghiệmđã được thực hiện để tìm thấy phù hợp với điều kiện trong đóhiệu ứng chuyển khối lượng nội bộ và bên ngoài không phải là chủ yếu. Những ảnh hưởng của giao diện và intraparticle nhiệt và khối lượng giao thông vận tảikháng vào các chuyển đổi đã được xác định sử dụng lý thuyếtvà thử nghiệm procedures.22, một thử nghiệm chẩn đoán được áp dụngđể kiểm tra sự hiện diện của interphase limitations23 bằng cách thay đổitốc độ dòng chảy chất (F) và khối lượng chất xúc tác (V), trong khiGiữ liên tục của tỷ lệ (GHSV) 3 × 105 mL g-1 h-1).Các kết quả được trình bày trong hình 5. Một thử nghiệm chẩn đoán hữu íchđể kiểm tra sự hiện diện của intraphase nồng độ dốcbao gồm việc xác định chuyển đổi cách nhiệt cho hạtcác kích thước khác nhau tại space liên tục velocity.23 nếu việc chuyển đổithay đổi bằng cách giảm kích thước hạt, intraphase khối lượng chuyểngiới hạn, trong khi một chuyển đổi liên tục chỉ ra rằng cácHệ thống là dưới sự kiểm soát động hóa học.Như minh hoạ trong hình 5a, chuyển đổi mêtan đã được tìm thấyphải độc lập với vận tốc khí khi khí chảy tỷ lệcao hơn so với 100 mL/phút, chỉ ra sự vắng mặt của bên ngoàihiệu ứng chuyển khối lượng. Thay đổi kích thước trung bình của chất xúc táchạt (lên đến 355 μm) hình 5b, không khuếch tán intraparticlegiới hạn này được quan sát trong phạm vi của điều kiện nghiên cứu.Vì vậy, tất cả các phản ứng đã được thực hiện bằng cách sử dụng một tỷ lệ tổng lưu lượng100 mL/min trong khi các chất xúc tác hạt kích thước được giữ ở 180μm.3.6. sự ổn định và chất xúc tác hoạt động của Ni ° / La2O3 có nguồn gốc.từ Perovskit LaNiO3. Mêtan khô cải cáchphản ứng bằng cách sử dụng một nguồn cấp dữ liệu của CO2-CH4-ông) 10-10-80 mL/min(GHSV) 1,2 x 105 mL h-1 g-1) được thực hiện tại 973 K.Hình 6 trình bày sự chuyển đổi của CH4, CO2 và răng hàmtỷ lệ H2/CO với thời gian trên dòng dưới phản ứng không thể thiếuCác điều kiện trên Ni/La2O3 có nguồn gốc từ Perovskit LaNiO3.Chất xúc tác, do đó thu được là rất tích cực, CH4 và CO2chuyển đổi là khoảng 90% với tỉ lệ Mol H2/CO đóngđến 1 trong 100 h của phản ứng. Hơn nữa, không có phản ứng phụ đãquan sát thấy như lắng đọng carbon hoặc RWGS thường được quan sátkhi sử dụng Lantan-niken dựa trên catalyst.24,25 kết quảđề nghị rằng, dưới những điều kiện thử nghiệm, cân bằng nhiệt đạt được theo giá trị của cáctiêu chuẩn miễn phí năng lượng tính toán tại 973 K (∆G973K °) -16 kJMol-1).26Tính ổn định cao đã quan sát thấy cho Ni/La2O3chất xúc tác bởi trương và đồng nghiệp, nhưng chỉ cho chuyển đổi thấp(khoảng 30%), một vô hiệu hóa quan trọng xảy ra tại cao hơnconversion.27Sau phản ứng, các giai đoạn duy nhất được phát hiện bởi XRD là bằng kim loạiNiken và lục giác pha Lantan oxycarbonate:La2O2CO3, kết quả từ CO2 hấp phụ và phản ứng trênLa2O3 trong quá trình phản ứng (hình 1d).Đó là đề nghị có hiệu suất cao của Ni/La2O3chất xúc tác là kết quả của (i) các hoạt động cao của Ni ° hạt chophân tích CH4, (ii) phản ứng La2O3 hạtvới CO2 để hình thức La2O2CO3 cacbonat, và (iii) các facilephản ứng của rằng cacbonat với carbon được hình thành tại các giao diệnCác hạt Ni với sự hỗ trợ, do đó khôi phục lại bản gốcbề mặt chất xúc tác. Nếu tỷ lệ carbon lắng đọng bằng hoặcthấp hơn tốc độ của carbon nhặt rác, là một chất xúc tác ổn địnhdo đó obtained.28Vì những lý do nêu trên, các nghiên cứu động học hiện nay đã vàotài khoản đang hoạt động hai trang web: Ni ° và hạt La2O3mà lần lượt kích hoạt các phân tử CH4 và CO2

Kết quả (Việt) 2:

3.5. Định nghĩa của các điều kiện phản ứng. Thí nghiệm sơ bộ
đã được tiến hành để tìm điều kiện thích hợp, trong đó
tác dụng khối lượng chuyển nhượng nội bộ và bên ngoài không chiếm ưu thế. Những ảnh hưởng của giao diện và nhiệt intraparticle và vận chuyển khối lượng
kháng cự trên chuyển đổi được xác định sử dụng lý thuyết
procedures.22 và thí nghiệm Xét nghiệm chẩn đoán đã được áp dụng
để kiểm tra sự hiện diện của interphase limitations23 bằng cách thay đổi
cả tỷ lệ chất phản ứng dòng chảy (F) và khối lượng chất xúc tác (V), trong khi
giữ không đổi tỉ lệ của họ (GHSV) 3 × 105 mL g-1 h-1
).
các kết quả được trình bày trong Hình 5. Một xét nghiệm chẩn đoán hữu ích
để kiểm tra sự hiện diện của gradient nồng độ intraphase
bao gồm việc xác định chuyển đổi nhiệt cho các hạt
của kích thước khác nhau tại velocity.23 không gian liên tục Nếu việc chuyển đổi
khác nhau bằng cách giảm kích thước hạt, intraphase khối lượng chuyển nhượng
là hạn chế, trong khi một chuyển đổi liên tục chỉ ra rằng
hệ thống kiểm soát động học hóa học.
Như trong hình 5a, việc chuyển đổi khí mêtan đã được tìm thấy
để độc lập với vận tốc khí khi tốc độ dòng khí
cao hơn 100 mL / phút, cho thấy sự vắng mặt của bên ngoài
tác dụng khối lượng chuyển nhượng. Thay đổi kích thước trung bình của chất xúc tác
hạt (lên đến 355 micron) Hình 5b, không intraparticle khuếch tán
hạn chế đã được quan sát trong phạm vi của điều kiện nghiên cứu.
Do đó, tất cả những phản ứng được thực hiện bằng cách sử dụng tốc độ dòng chảy tổng
100 mL / phút trong khi kích thước chất xúc tác hạt đã được giữ ở mức 180
mm.
3.6. Tính ổn định và hoạt động xúc tác của Ni ° / La2O3 xứ
từ LaNiO3 perovskite. Mêtan khô cải cách
phản ứng bằng cách sử dụng thức ăn của CH4 / CO2 / Anh) 10/10/80 mL / phút
(GHSV) 1,2 × 105 mL h-1 g-1
) được thực hiện tại 973 K.
Hình 6 trình bày việc chuyển đổi CH4, CO2 và mol
tỷ lệ H2 / CO với thời gian trên dòng dưới phản ứng thiếu
điều kiện qua Ni / La2O3 có nguồn gốc từ các perovskite LaNiO3.
các chất xúc tác do đó thu được là rất tích cực, các CH4 và CO2
chuyển đổi được khoảng 90% với H2 tỉ lệ mol / CO gần
đến 1 trong 100 h của phản ứng. Hơn nữa, không có phản ứng phụ được
quan sát như lắng đọng carbon hoặc RWGS thường thấy
khi sử dụng lanthanum-niken dựa catalyst.24,25 Những kết quả này
gợi ý rằng, theo các điều kiện thí nghiệm, các trạng thái cân bằng nhiệt động lực học đã đạt được theo giá trị của
năng lượng tự do tiêu chuẩn tính toán tại 973 K (ΔG973K °) -16 kJ
mol-1
) 0,26
một sự ổn định cao như vậy đã được quan sát cho Ni / La2O3
chất xúc tác bởi Zhang và đồng nghiệp nhưng chỉ cho chuyển đổi thấp
(khoảng 30%), một Chấm dứt hoạt đáng kể xảy ra tại cao
conversion.27
Sau khi phản ứng, các giai đoạn chỉ được phát hiện bởi XRD là kim loại
nickel và các hình lục giác giai đoạn lanthanum oxycarbonate:
La2O2CO3, do sự hấp thụ CO2 và phản ứng trên
. La2O3 trong phản ứng (Hình 1d)
có ý kiến cho rằng hiệu suất cao của Ni / La2O3
chất xúc tác là kết quả của (i) các hoạt động cao của Ni ° hạt cho
sự phân hủy CH4, (ii) các phản ứng của các hạt La2O3
với CO2 để tạo thành La2O2CO3 cacbonat, và (iii) các facile
phản ứng của cacbonat đó với các bon được hình thành tại các giao diện
của các hạt với sự hỗ trợ Ni, do đó khôi phục lại nguyên bản
bề mặt xúc tác. Nếu tỷ lệ đọng carbon bằng hoặc
thấp hơn mức tăng của nhặt rác carbon, một chất xúc tác ổn định là
do obtained.28
Vì những lý do trên, việc nghiên cứu động học hiện nay đã vào
tài khoản của hai trang web đang hoạt động: các ° Ni và các hạt La2O3
mà lần lượt kích hoạt các phân tử CH4 và CO2