Thermodynamic and experimental explorations of CO2 methanation over highly active metal-free fibrous silica-beta zeolite (FS@SiO2-BEA) of innovative morphology

甲烷化 形态学(生物学) 沸石 催化作用 BETA(编程语言) 化学工程 金属 材料科学 化学 冶金 有机化学 地质学 程序设计语言 工程类 计算机科学 古生物学
作者
Ijaz Hussain,A.A. Jalil,S.M. Izan,M.S. Azami,Kamarizan Kidam,N. Ainirazali,Adnan Ripin
出处
期刊:Chemical Engineering Science [Elsevier BV]
卷期号:229: 116015-116015 被引量:34
标识
DOI:10.1016/j.ces.2020.116015
摘要

CO2 methanation is a novel way for climate change mitigation by converting CO2 into substitute natural gas. In this study, a highly active fibrous silica-beta zeolite ([email protected]2-BEA) catalyst was prepared for CO2 methanation by a microemulsion process, and examined by N2 adsorption–desorption, field emission scanning electron microscope (FESEM), transmission electron microscopy (TEM), and electron spin resonance (ESR) spectroscopy techniques. It was found that the [email protected]2-BEA catalyst possessed a fibrous silica morphology, leading to high surface area (609 m2/g), oxygen vacancies, and basicity. A thermodynamic study was also carried out using Gibbs free energy minimization method, and it was found that low temperatures (25–350 °C) and high H2: CO2 ≥ 4 ratios have enhanced the CO2 methanation activity. The prepared [email protected]2-BEA catalyst exhibited high CO2 conversion (65%), and CH4 selectivity (61%) with a space–time yield of 3.30 g gcat−1 h−1. The obtained experimental results highly followed the thermodynamic calculations.
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