سنتز زیرکونیا با فاز تتراگونال جهت استفاده در ساخت کاتالیست‌های ایزومریزاسیون نفتای سبک
Keywords:
زیرکونیا, رسوبی, تتراگونال, ایزومریزاسیون, کاتالیستAbstract
زیرکونیا، به‌عنوان یکی از مواد پیشرو در علم مواد، به‌ویژه در طراحی و توسعه کاتالیست‌های پیشرفته، به دلیل خواص منحصربه‌فرد فیزیکی و شیمیایی خود، جایگاهی ممتاز در صنایع مدرن یافته است. این ماده با داشتن سه فاز بلوری اصلی - مونوکلینیک، تتراگونال و مکعبی - امکان بهینه‌سازی گسترده‌ای را برای کاربردهای خاص، از جمله در واکنش‌های کاتالیستی و سیستم‌های انرژی پیشرفته، فراهم می‌آورد. از میان این فازها، ساختار تتراگونال زیرکونیا به دلیل پایداری حرارتی، رسانایی یونی بالا و توانایی بی‌نظیر در تبدیل واکنش‌های شیمیایی، مورد توجه ویژه قرار گرفته است. در این پژوهش، روش رسوبی به‌عنوان روشی قابل‌اعتماد و اقتصادی برای سنتز زیرکونیا تتراگونال انتخاب شد، روشی که با کنترل دقیق پارامترهای فرآیندی نظیر pH و دمای کلسینه کردن، امکان تولید ساختارهای بلوری یکنواخت و باکیفیت را فراهم می‌کند. پس از طی مراحل دقیق رسوب‌گیری، شستشو، خشک‌کردن و کلسینه‌سازی، توانستیم به ساختاری تتراگونال باسطح ویژه ی 139.6(m2g-1) و حفرات به حجم 0.089 (cm3 gr-1)دست‌یابیم، ساختاری که می‌تواند نقطه عطفی در طراحی کاتالیست‌های نسل آینده باشد.
Downloads
References
Al-Tabbakh, Dr. B. A. A., & Dawood, M. M. (2022). Synthesis and Characterization of Sulfated Zirconia Catalyst for Light Naphtha Isomerization Process. Journal of Petroleum Research and Studies, 12(1(Suppl.)), 186–198. https://doi.org/10.52716/jprs.v12i1(Suppl.).630
Anugraha, R. P., Renanto, R., Maulana, R. A., & Kusumo, R. D. (2024). TECHNO-ECONOMICAL STUDY ON THE PRODUCTION OF HIGH OCTANE GASOLINE IN LIGHT NAPHTHA PLANT. Journal of Chemical Technology and Metallurgy, 59(1), 81–86. https://doi.org/10.59957/jctm.v59.i1.2024.9
Choudhary, V. R., & Karkamkar, A. J. (2003). Temperature-programmed desorption of water and ammonia on sulphated zirconia catalysts for measuring their strong acidity and acidity distribution. Journal of Chemical Sciences, 115(4), 281–286. https://doi.org/10.1007/BF02704219
Coelho, M. A., Resasco, D. E., Sikabwe, E. C., & White, R. L. (1995). Modification of the catalytic properties of sulfated zirconia by addition of metal promoters. Catalysis Letters, 32(3–4), 253–262. https://doi.org/10.1007/BF00813219
Dhachapally, N., Sreekanth, P., Hasyagar, U., Nair, V. S., Hegde, S., & Al-Mutairi, S. (2023). Metal-promoted sulfated zirconia catalysts redox and acidic characteristics and their impact on n-butane isomerization. Reaction Kinetics, Mechanisms and Catalysis, 136(3), 1327–1355. https://doi.org/10.1007/s11144-023-02415-x
Faˇrcas¸iu, D., & Li, J. Q. (1995). Preparation of sulfated zirconia catalysts with improved control of sulfur content. Applied Catalysis A: General, 128(1), 97–105. https://doi.org/10.1016/0926-860X(95)00077-1
Kimura, T. (2003). Development of Pt/SO42−/ZrO2 catalyst for isomerization of light naphtha. Catalysis Today, 81(1), 57–63. https://doi.org/10.1016/S0920-5861(03)00102-0
Miyaji, A., Echizen, T., Li, L., Suzuki, T., Yoshinaga, Y., & Okuhara, T. (2002). Selectivity and mechanism for skeletal isomerization of alkanes over typical solid acids and their Pt-promoted catalysts. Catalysis Today, 74(3–4), 291–297. https://doi.org/10.1016/S0920-5861(02)00031-7
Optimization of Control System of Petroleum Refinery Isomerization Unit by Plant-Wide Control Principles. (2019). International Journal of Engineering, 32(7). https://doi.org/10.5829/ije.2019.32.07a.01
Osman, W. S., Fadel, A. E., Salem, S. M., Shoaib, A. M., Gadallah, A. G., & Bhran, A. A. (2023). Optimum Design of Naphtha Recycle Isomerization Unit with Modification by Adding De-Isopentanizer. Processes, 11(12), 3406. https://doi.org/10.3390/pr11123406
Pérez-Luna, M., Cosultchi, A., Toledo-Antonio, J. A., & Cortés-Jácome, M. A. (2009). N-Pentane Isomerization Over Pt- and Ni–Pt-Promoted Sulfated Zirconia Catalysts Supported on Alumina. Catalysis Letters, 131(1–2), 285–293. https://doi.org/10.1007/s10562-009-0054-4
Rabee, A., Mekhemer, G., Osatiashtiani, A., Isaacs, M., Lee, A., Wilson, K., & Zaki, M. (2017). Acidity-Reactivity Relationships in Catalytic Esterification over Ammonium Sulfate-Derived Sulfated Zirconia. Catalysts, 7(7), 204. https://doi.org/10.3390/catal7070204
Shehata, W. M., Mohamed, M. F., & Gad, F. K. (2018). Monitoring and modelling of variables affecting isomerate octane number produced from an industrial isomerization process. Egyptian Journal of Petroleum, 27(4), 945–953. https://doi.org/10.1016/j.ejpe.2018.02.006
Song, Y., Tian, J., Ye, Y., Jin, Y., Zhou, X., Wang, J.-A., & Xu, L. (2013). Effects of calcination temperature and water-washing treatment on n-hexane hydroisomerization behavior of Pt-promoted sulfated zirconia based catalysts. Catalysis Today, 212, 108–114. https://doi.org/10.1016/j.cattod.2012.07.024
Sulfated Zirconia Catalysts for Low Temperature Isomerization of n-Pentane. (2012). Egyptian Journal of Chemistry, 55(5), 509–527. https://doi.org/10.21608/ejchem.2012.1171
Valavarasu, G., & Sairam, B. (2013). Light Naphtha Isomerization Process: A Review. Petroleum Science and Technology, 31(6), 580–595. https://doi.org/10.1080/10916466.2010.504931
Weyda, H., & Köhler, E. (2003). Modern refining concepts—An update on naphtha-isomerization to modern gasoline manufacture. Catalysis Today, 81(1), 51–55. https://doi.org/10.1016/S0920-5861(03)00101-9
Zhou, S., Song, Y., Zhao, J., Zhou, X., & Chen, L. (2021). Study on the Mechanism of Water Poisoning Pt-Promoted Sulfated Zirconia Alumina in n -Hexane Isomerization. Energy & Fuels, 35(18), 14860–14867. https://doi.org/10.1021/acs.energyfuels.1c01440
