CO2 Methanation over Ni-Sepiolite Catalysts

Abstract

In this study, it was aimed to develop new catalysts to increase the conversion of environmentally harmful carbon dioxide gas to methane which is a valuable fuel. By using a natural clay mineral sepiolite (SEP) as support material; 6-8% (weight-weight) Ni- containing catalysts were prepared by impregnation. Catalysts were characterized by XRD and FT-IR analysis. Reaction conditions of catalytic hydrogenation of carbon dioxide for methane production were determined as: H2/CO2 = 4 molar ratio, the temperature range of 300-600°C at atmospheric pressure. The output gas mixture was analyzed using the µGC. The activities of the catalysts were determined in terms of carbon dioxide conversion and methane selectivity. 6%Ni/SEP and 8%Ni/SEP provided 65.76% and 68.42% carbon dioxide conversion at 400°C, respectively. In addition, both catalysts exhibited high methane selectivity at 300 and 400°C (>98%).

Bu çalışmada çevreye zararlı karbondioksit gazının değerli bir yakıt olan metana dönüşümünü artırmak için yeni katalizörlerin geliştirilmesi amaçlandı. Destek malzemesi olarak doğal bir kil minerali olan sepiolit (SEP) kullanılarak; %6-8 (ağırlık-ağırlık) Ni içeren katalizörler emdirme yöntemiyle hazırlandı. Katalizörler, XRD ve FT-IR analizi ile karakterize edildi. Karbon dioksitin katalitik hidrojenasyonuyla metan üretimi için reaksiyon koşulları şu şekilde belirlendi: H2/CO2 = 4 molar oranı; atmosfer basıncında 300-600°C sıcaklık aralığı. Çıkış gaz karışımı µGC kullanılarak analiz edildi. Katalizörlerin aktiviteleri karbondioksit dönüşümü ve metan seçiciliği açısından belirlendi. %6Ni/SEP ve %8 Ni/SEP, 400°C'de sırasıyla %65,76 ve %68,42 karbondioksit dönüşümü sağladı. Ek olarak, her iki katalizör de 300 ve 400°C'de (>%98) yüksek metan seçiciliği sergiledi.