Μελέτη της εκλεκτικής καταλυτικής οξείδωσης του μεθανίου προς διοξείδιο του άνθρακα

Abstract

Στην παρούσα Μεταπτυχιακή Διατριβή (Μ.Δ.) μελετήθηκε η καταλυτική αντίδραση οξείδωσης του μεθανίου παρουσία οξυγόνου. Η παρούσα εργασία εκπονήθηκε στο Τμήμα Επιστήμης και Τεχνολογίας Περιβάλλοντος του Τεχνολογικού Πανεπιστημίου Κύπρου, υπό την επίβλεψη του Αναπληρωτή Καθηγητή κ. Κώστα Κώστα. Η εργασία αυτή συνίσταται από τέσσερα κεφάλαια. Στο πρώτο κεφάλαιο, θεωρητικό μέρος, γίνεται μια ανασκόπηση για την καταλυτική οξείδωση του CH4 και για την χημική προσρόφηση του CH4 σε μέταλλα και μεταλλοξείδια. Επίσης, γίνεται αναφορά στη θεωρία των μεταλλικών στηριζόμενων καταλυτών και του φαινομένου ισχυρών αλληλεπιδράσεων μετάλλου-φορέα. Επιπλέον, περιγράφεται η μέθοδος σύνθεσης των καταλυτικών συστημάτων που εφαρμόστηκε (μέθοδος υγρού εμποτισμού). Ακόμη, αναφέρονται οι μέθοδοι χαρακτηρισμού των στερεών καταλυτών που χρησιμοποιήθηκαν: Φασματομετρία Μάζας Επαγωγικά Συζευγμένου Πλάσμαστος (ICP-MS) και η Μέθοδος B.E.T.. Τέλος, γίνεται μια ανασκόπηση της υπάρχουσας βιβλιογραφίας όσον αφορά την καταλυτική οξείδωση του CH4 παρουσία περίσσειας Ο2. Στο δεύτερο κεφάλαιο, πειραματικό μέρος, περιγράφεται η σύνθεση και ο χαρακτηρισμός στηριζόμενων καταλυτών. Επιπλέον, γίνεται παρουσίαση του τρόπου λειτουργίας της πειραματικής συσκευής με την οποία εκτελέστηκαν τα καταλυτικά και δυναμικά πειράματα που περιγράφονται στην παρούσα διατριβή. Επίσης, γίνεται αναφορά στη πειραματική διεργασία των πειραμάτων χαρακτηρισμού. Στο τρίτο κεφάλαιο γίνεται παρουσίαση και συζήτηση των πειραματικών αποτελεσμάτων τα οποία προέκυψαν τόσο από τα καταλυτικά και δυναμικά πειράματα όσο και από τα πειράματα χαρακτηρισμού των καταλυτών. Στο τέταρτο και τελευταίο κεφάλαιο παρουσιάζονται τα συμπεράσματα που εξάγονται από τα πειραματικά αποτελέσματα της διατριβής αυτής.