ارزیابی کاتالیستی پروسکیت LaCu0.3Mn0.7O3 با پایه سریا در کاهش NO در اگزوز خودرو
الموضوعات :
پرستو دلیر خیرالهی نژاد
1
,
علیقلی نیائی
2
,
علی فرضی
3
,
برنارد کلوتزر
4
,
سیمون پنر
5
1 - دانشجوی دکتری دانشکده مهندسی شیمی و نفت، دانشگاه تبریز، تبریز، ایران
2 - استاد دانشکده مهندسی شیمی و نفت، دانشگاه تبریز، تبریز، ایران.
3 - دانشیار دانشکده مهندسی شیمی و نفت، دانشگاه تبریز، تبریز، ایران
4 - استاد دانشکده شیمی فیزیک، دانشگاه اینسبروک، اینسبروک، اتریش
5 - استاد دانشکده شیمی فیزیک، دانشگاه اینسبروک، اینسبروک، اتریش
الکلمات المفتاحية: کاهش NOx, سریا, دمای شروع واکنش, کاتالیست های پروسکیتی,
ملخص المقالة :
کاتالیست های پروسکیتی پایه دارLaCu0.3Mn0.7O3-xCeO2 (x=wt.%) با روش سل-ژل تهیه شدند. مقدارهای متفاوتی از سریا در تهیه کاتالیست ها برای بررسی اثر CeO2 در رفتار کاتالیستی نمونه مربوط، استفاده شد. برای مقایسه، پروسکیت بدون سریا (LCM37) و سریا خالص در شرایطی مشابه با تهیه سایر کاتالیست ها سنتز و کلسینه شدند. ویژگی کاتالیست های تهیه شده با پراش پرتو ایکس، تعیین مساحت سطح (BET)، میکروسکوپ الکترونی روبشی و عملکرد کاتالیستی نمونه ها در واکنش کاهش NO با CO (به عنوان کاهنده) بررسی شد. اثر هم افزایی پروسکیت و سریا در کاتالیست منجر به انتقال دمای شروع واکنش کاهش کاتالیستی از حدود °C 150 به دماهای پایین تر شد. با توجه به آزمون های مشخصه یابی، با داشتن LCM37 و پایه در توده کاتالیست، عناصر با پراکندگی یکنواختی توزیع شده بودند. ریخت شناسی، پراکندگی و اندازه ذره های همگنی را نشان داد. از سوی دیگر، با تغییر درصد سریا، تغییری در عملکرد کاتالیستی، هرچند جزئی، رخ داد که عملکرد بهتر، مربوط به کاتالیست حاوی 25 درصد وزنی سریا بود.
[1] Alasfour, F.N.; Appl Thermal Eng. 18, 245-256, 1998.
[2] Forzatti, P.; Appl. Catal. A: Gen. 222, 221-236, 2001.
[3] Li, J.; Wang, S.; Zhou, L.; Luo, G.H.; Wie, F.; J. Chem. Eng. 255, 126–133, 2014.
[4] Sher, E.; “Handbook of air pollution from internal combustion engines: pollutant formation and control”, Academic Press, 60-65, 1998.
[5] Desonie, D.; "Atmosphere: Air Pollution and Its Effects”, Chelsea House Publisher, U.S., 2007.
[6] Valdés, S .; Marbán, G.; Fuertes, A.B.; Appl. Catal. B: Environ. 46, 261-271, 2003.
[7] Vogt, E.T.C.; Van Dillen, A.J.; Geus, J.W.; Janssen, F.J.J.G.; Catal. Today. 2, 569-579, 1988.
[8] Pârvulescu, V.I.; Grange, P.; Delmon, B.; Catal. Today. 46, 233-316, 1998.
[9] Kowalczyk, A.; Święs, A., Gil, B.; Rutkowska, M., Piwowarska, Z., Borcuch, A.; Michalik, M.; Chmielarz, L.; Appl. Catal. 237, 927-937, 2018.
[10] Xin, Y.; Zhang, N.; Li, Q.; Zhang, Z., Cao, X.; Zheng, L.; Zeng, Y.; Anderson, J.A.; Appl. Catal. B: Environ. 229, 81-87, 2018.
[11] Mladenović, M.; Paprika, M.; Marinković, A.; Renew. Sust. Energ. Rev. 82, 3350-3364, 2018.
[12] Nova, I.; Tronconi, E.; IFAC Proceedings Volumes, 42, 183-190, 2009.
[13] Ma, Z.; Wu, X.; Feng, Y.; Si, Z.; Weng D.; Shi L.; Prog. Nat. Sci. 25, 342-352, 2015.
[14] Sreekanth, P.M.; Smirniotis, P.G.; Catal. Letters 122, 37-42, 2008.
[15] Wang, J.; Shen M., Wang J.; Cui, M.; Gao, J.; Ma, J.; Liu, S.; J. Environ. Sci. 24, 757-764, 2012.
[16] Ertl, H.K.G.; Weitkamp, J.; "Preparation of Solid Catalysts", John Wiley & Sons, Verlag GmbH, 2008.
[17] Thirupathi, B.; Smirniotis, P.G.; Appl. Catal. B: Environ. 110, 195-206, 2011.
[18] Feng, S.; Pan, D.; Wang, Z.; Adv. Powder Technol. 22, 678-681, 2011.
[19] Imamura, S.; Shono, M.; Okamoto, N.; Hamada, A.; Ishida, S.; Appl. Catal. A Gen. 142, 279-288, 1996.
[20] Machida, M.; Uto, M., Kurogi, D.; Kijima, T.; Mater, J. Chem. 12, 3158-3164, 2000.
[21] Zhou, G.; Shah, P.R.; Gorte, R.J.; Catal. Letters 120, 191-197, 2008.
[22] Belessi, V.C.; Costa, C.N.; Bakas, T.V.; Anastasiadou, T.; Pomonis, P.J.; Efstathiou, A.M.; Catal. Today 59, 347-363, 2000.
[23] He, H.; Liu, M.; Dai, H.; Qiu, W.; Zi, X.; Catal. Today 126, 290-295, 2007.
[24] Leontiou, A.A.; Ladavos, A.K.; Pomonis, P.J.; Appl. Catal. A: Gen. 241, 133-141, 2003.
[25] Leontiou, A.A.; Ladavos, A.K.; Armatas, G.S.; Trikalitis, P.N.; Pomonis, P.J.; Appl. Catal. A: Gen. 263, 227-239, 2004.
[26] Wu, X.; Xu, L.; Weng, D.; Catal. Today 90, 199-206, 2004.
[27] Buciuman, F.-C.; Joubert, E.; Menezo, J.-C.; Barbier, J.; Appl. Catal. B: Environ. 35, 149-156, 2001.
[28] Yao, X.; Gao, F.; Yu, Q.; Qi, L.; Tang, C.; Dong, L.; Chen, Y.; Catal. Sci. Technol. 3, 1355-1366, 2013.
[29] Lopes, D.; Zotin, F.; Palacio, L.A.; Appl. Catal. B: Environ. 237, 327-338, 2018.
[30] Forni, L.; Oliva, C.; Barzetti, T.; Selli, E.; Ezerets, A.M.; Vishniakov, A.V.; Appl. Catal. B: Environ. 13, 35-43, 1997.
[31] Forni, L.; Oliva, C.; Vatti, F.P.; Kandala, M.A.; Ezerets, A.M.; Vishniakov, A.V.; Appl. Catal. B: Environ. 7, 269-284, 1996.
[32] Zhu, J.; Zhao, Xiao, Z.; D., Li, J.; Yang, X.; Wu, Y.; J. Mol. Catal. A. Chem. 238, 35-40, 2005.
[33] Mousavi, S.M.; Niaei, A.; Illán Gómez, M.J.; Salari, D.; Nakhostin Panahi, P.; Abaladejo-Fuentes, V.; Mater. Chem. Phys. 143, 921-928, 2014.
[34] Liu, Q.; Fu, Z.; Ma, L.; Niu, H.; Liu, C.; Li, J.; Zhang, Z.; Appl. Catal. A: Gen. 547, 146-154, 2017.
[35] Ko, J.H.; Park, S.H.; Jeon, J.K.; Kim, S.S.; Kim, S.C.; Kim, J.M.; Chang, D.; Park, Y.K.; Catal. Today 185, 290-295, 2012.
[36] Zhang, T.; Qiu, F.; Chang, H.; Peng, Y.; Li, J., Catal. Commun. 100, 117-120, 2017.
[37] Chang, H.; Li, J.; Chen, X.; Ma, L.; Yang, S.; Schwank, J.W.; Hao, J.; Catal. Commun. 27, 54-57, 2012.
[38] Valdez Lancinha Pereira, M.: Nicolle, A.; Berthout, D.; Catal. Today 258, 424-431, 2015.
[39] Peña, M.A.; Fierro, J.L.G.; Chem. Rev. 101, 1981-2018, 2001.
[40] Garbujo, A.; Pacella, M.; Natile, M.M.; Guiotto, M.; Fabro, J.; Canu, P.; Glisenti, A.; Appl. Catal A: Gen. 544, 94-107, 2017.
[41] Keav, S.; Matam, S.K.; Ferri D.; Weidenkaff A.; J. Catal. 4, 226-255, 2014.
[42] Zhu, X.; Li, K.; Neal, L.; Li, F.; ACS Catal. 8, 8213-8236, 2018.
[43] González-Velasco, J.R.; Gutiérrez-Ortiz, M.A.; Marc, J.L.; Botas, J.A.; González-Marcos, M.P.; Blanchard, G.; Appl. Catal. B: Environ. 25, 19-29, 2000.
[44] Royer, S.; Duprez, D.; Can, F.; Courtois, X.; Batiot-Dupeyrat, C.; Laassiri, S.; Alamdari, H.; Chem. Rev. 114, 10292-10368, 2014.
[45] Glisenti, A.; Pacella, M.; Guiotto, M.; Natile, M.M.; Canu, P.; Appl. Catal. B: Environ. 180, 94-105, 2016.
[46] Izadkhah, B.; Niaei, A.; Salari, D.; Hosseinpoor, S.; Hosseini, S.A.; Tarjomannejad, A.; Korean J. Chem. Eng. 33(4), 1192-1199, 2016.
[47] Deganello, F.; Marcì, G.; Deganello, G.; J. Eur. Ceram. Soc. 29, 439-450, 2009.
[48] Grünbacher, M.; Tarjomannejad, A.; Delir Kheyrollahi Nezhad, P.; Praty, C.; Ploner, K.; Mohammadi, A.; Niaei, A.; Klötzer, B.; Schwarz, S.; Bernardi, J.; Farzi, A.; Gómez, M.J.I.; Rivero, V.T.; Penner, S.; J. Catal. 379, 18-32, 2019.
[49] Kang, S.B.; Han, S.J.; Nam, S.B.; Nam, I.-S.; Cho, B.K.; Kim, C.H.; Oh, S.H.; Chem. Eng. J. 207-208, 117-121, 2012.
[50] Kang, S.B.; Han, S.J.; Nam, S.B.; Nam, I.-S. Cho, B.K.; Kim, C.H.; Oh, S.H.; Chem. Eng. J. 241, 273-287, 2014.
[51] Wu, Y.; Li, G.; Chu, B.; Dong, L.; Tong, Z.; He, H.; Zhang, L.; Fan, M.; Li, B.; Dong, L.; Ind. Eng. Chem. Res. 57, 15670−15682, 2018.
_||_[1] Alasfour, F.N.; Appl Thermal Eng. 18, 245-256, 1998.
[2] Forzatti, P.; Appl. Catal. A: Gen. 222, 221-236, 2001.
[3] Li, J.; Wang, S.; Zhou, L.; Luo, G.H.; Wie, F.; J. Chem. Eng. 255, 126–133, 2014.
[4] Sher, E.; “Handbook of air pollution from internal combustion engines: pollutant formation and control”, Academic Press, 60-65, 1998.
[5] Desonie, D.; "Atmosphere: Air Pollution and Its Effects”, Chelsea House Publisher, U.S., 2007.
[6] Valdés, S .; Marbán, G.; Fuertes, A.B.; Appl. Catal. B: Environ. 46, 261-271, 2003.
[7] Vogt, E.T.C.; Van Dillen, A.J.; Geus, J.W.; Janssen, F.J.J.G.; Catal. Today. 2, 569-579, 1988.
[8] Pârvulescu, V.I.; Grange, P.; Delmon, B.; Catal. Today. 46, 233-316, 1998.
[9] Kowalczyk, A.; Święs, A., Gil, B.; Rutkowska, M., Piwowarska, Z., Borcuch, A.; Michalik, M.; Chmielarz, L.; Appl. Catal. 237, 927-937, 2018.
[10] Xin, Y.; Zhang, N.; Li, Q.; Zhang, Z., Cao, X.; Zheng, L.; Zeng, Y.; Anderson, J.A.; Appl. Catal. B: Environ. 229, 81-87, 2018.
[11] Mladenović, M.; Paprika, M.; Marinković, A.; Renew. Sust. Energ. Rev. 82, 3350-3364, 2018.
[12] Nova, I.; Tronconi, E.; IFAC Proceedings Volumes, 42, 183-190, 2009.
[13] Ma, Z.; Wu, X.; Feng, Y.; Si, Z.; Weng D.; Shi L.; Prog. Nat. Sci. 25, 342-352, 2015.
[14] Sreekanth, P.M.; Smirniotis, P.G.; Catal. Letters 122, 37-42, 2008.
[15] Wang, J.; Shen M., Wang J.; Cui, M.; Gao, J.; Ma, J.; Liu, S.; J. Environ. Sci. 24, 757-764, 2012.
[16] Ertl, H.K.G.; Weitkamp, J.; "Preparation of Solid Catalysts", John Wiley & Sons, Verlag GmbH, 2008.
[17] Thirupathi, B.; Smirniotis, P.G.; Appl. Catal. B: Environ. 110, 195-206, 2011.
[18] Feng, S.; Pan, D.; Wang, Z.; Adv. Powder Technol. 22, 678-681, 2011.
[19] Imamura, S.; Shono, M.; Okamoto, N.; Hamada, A.; Ishida, S.; Appl. Catal. A Gen. 142, 279-288, 1996.
[20] Machida, M.; Uto, M., Kurogi, D.; Kijima, T.; Mater, J. Chem. 12, 3158-3164, 2000.
[21] Zhou, G.; Shah, P.R.; Gorte, R.J.; Catal. Letters 120, 191-197, 2008.
[22] Belessi, V.C.; Costa, C.N.; Bakas, T.V.; Anastasiadou, T.; Pomonis, P.J.; Efstathiou, A.M.; Catal. Today 59, 347-363, 2000.
[23] He, H.; Liu, M.; Dai, H.; Qiu, W.; Zi, X.; Catal. Today 126, 290-295, 2007.
[24] Leontiou, A.A.; Ladavos, A.K.; Pomonis, P.J.; Appl. Catal. A: Gen. 241, 133-141, 2003.
[25] Leontiou, A.A.; Ladavos, A.K.; Armatas, G.S.; Trikalitis, P.N.; Pomonis, P.J.; Appl. Catal. A: Gen. 263, 227-239, 2004.
[26] Wu, X.; Xu, L.; Weng, D.; Catal. Today 90, 199-206, 2004.
[27] Buciuman, F.-C.; Joubert, E.; Menezo, J.-C.; Barbier, J.; Appl. Catal. B: Environ. 35, 149-156, 2001.
[28] Yao, X.; Gao, F.; Yu, Q.; Qi, L.; Tang, C.; Dong, L.; Chen, Y.; Catal. Sci. Technol. 3, 1355-1366, 2013.
[29] Lopes, D.; Zotin, F.; Palacio, L.A.; Appl. Catal. B: Environ. 237, 327-338, 2018.
[30] Forni, L.; Oliva, C.; Barzetti, T.; Selli, E.; Ezerets, A.M.; Vishniakov, A.V.; Appl. Catal. B: Environ. 13, 35-43, 1997.
[31] Forni, L.; Oliva, C.; Vatti, F.P.; Kandala, M.A.; Ezerets, A.M.; Vishniakov, A.V.; Appl. Catal. B: Environ. 7, 269-284, 1996.
[32] Zhu, J.; Zhao, Xiao, Z.; D., Li, J.; Yang, X.; Wu, Y.; J. Mol. Catal. A. Chem. 238, 35-40, 2005.
[33] Mousavi, S.M.; Niaei, A.; Illán Gómez, M.J.; Salari, D.; Nakhostin Panahi, P.; Abaladejo-Fuentes, V.; Mater. Chem. Phys. 143, 921-928, 2014.
[34] Liu, Q.; Fu, Z.; Ma, L.; Niu, H.; Liu, C.; Li, J.; Zhang, Z.; Appl. Catal. A: Gen. 547, 146-154, 2017.
[35] Ko, J.H.; Park, S.H.; Jeon, J.K.; Kim, S.S.; Kim, S.C.; Kim, J.M.; Chang, D.; Park, Y.K.; Catal. Today 185, 290-295, 2012.
[36] Zhang, T.; Qiu, F.; Chang, H.; Peng, Y.; Li, J., Catal. Commun. 100, 117-120, 2017.
[37] Chang, H.; Li, J.; Chen, X.; Ma, L.; Yang, S.; Schwank, J.W.; Hao, J.; Catal. Commun. 27, 54-57, 2012.
[38] Valdez Lancinha Pereira, M.: Nicolle, A.; Berthout, D.; Catal. Today 258, 424-431, 2015.
[39] Peña, M.A.; Fierro, J.L.G.; Chem. Rev. 101, 1981-2018, 2001.
[40] Garbujo, A.; Pacella, M.; Natile, M.M.; Guiotto, M.; Fabro, J.; Canu, P.; Glisenti, A.; Appl. Catal A: Gen. 544, 94-107, 2017.
[41] Keav, S.; Matam, S.K.; Ferri D.; Weidenkaff A.; J. Catal. 4, 226-255, 2014.
[42] Zhu, X.; Li, K.; Neal, L.; Li, F.; ACS Catal. 8, 8213-8236, 2018.
[43] González-Velasco, J.R.; Gutiérrez-Ortiz, M.A.; Marc, J.L.; Botas, J.A.; González-Marcos, M.P.; Blanchard, G.; Appl. Catal. B: Environ. 25, 19-29, 2000.
[44] Royer, S.; Duprez, D.; Can, F.; Courtois, X.; Batiot-Dupeyrat, C.; Laassiri, S.; Alamdari, H.; Chem. Rev. 114, 10292-10368, 2014.
[45] Glisenti, A.; Pacella, M.; Guiotto, M.; Natile, M.M.; Canu, P.; Appl. Catal. B: Environ. 180, 94-105, 2016.
[46] Izadkhah, B.; Niaei, A.; Salari, D.; Hosseinpoor, S.; Hosseini, S.A.; Tarjomannejad, A.; Korean J. Chem. Eng. 33(4), 1192-1199, 2016.
[47] Deganello, F.; Marcì, G.; Deganello, G.; J. Eur. Ceram. Soc. 29, 439-450, 2009.
[48] Grünbacher, M.; Tarjomannejad, A.; Delir Kheyrollahi Nezhad, P.; Praty, C.; Ploner, K.; Mohammadi, A.; Niaei, A.; Klötzer, B.; Schwarz, S.; Bernardi, J.; Farzi, A.; Gómez, M.J.I.; Rivero, V.T.; Penner, S.; J. Catal. 379, 18-32, 2019.
[49] Kang, S.B.; Han, S.J.; Nam, S.B.; Nam, I.-S.; Cho, B.K.; Kim, C.H.; Oh, S.H.; Chem. Eng. J. 207-208, 117-121, 2012.
[50] Kang, S.B.; Han, S.J.; Nam, S.B.; Nam, I.-S. Cho, B.K.; Kim, C.H.; Oh, S.H.; Chem. Eng. J. 241, 273-287, 2014.
[51] Wu, Y.; Li, G.; Chu, B.; Dong, L.; Tong, Z.; He, H.; Zhang, L.; Fan, M.; Li, B.; Dong, L.; Ind. Eng. Chem. Res. 57, 15670−15682, 2018.
