سنتز آزمایشگاهی نانوذرات کاتالیستی (α-Fe(2)O(3 و بررسی اثر دمای کلسیناسیون بر خواص آن، جهت به کارگیری در فرایند تبدیل هیدروژن مایع ارتو به پارا

با توجه به بالاتر بودن سطح انرژی ارتو به پارا، هنگام تبدیل ارتو به پارا مقداری گرما آزاد خواهد شد. میزان هدر رفتهیدروژن مایع ذخیره شده در ابتدا در حدود 1 درصد از کل مقدار ذخیره شده در طی یک ساعت است، اما در نهایت بعداز گذشت مدت زمان طولانی تر، 69/3 درصد از هیدروژن تبخیر خواهد شد. در نتیجه، در ذخیره سازی هیدروژن مایع در مدت زمان طولانی و به حداقل رساندن تبخیر، فرآیند تبدیل ارتو به پارا هیدروژن امری ضروری است که در این پژوهش بهبررسی آن پرداخته شده است. با توجه به اهمیت دمای کلسیناسیون، اثر دماهای 150، 250، 350 و 500 درجه سانتی گراد بر روی کاتالیست با خاصیت بالای مغناطیسی (α-Fe(2)O(3 بررسی و برای بررسی اثر دما بر روی خواص فیزیکی و شیمیایی از آنالیزهای BET, FTIR, SEM, XRDو جذب و واجذب نیتروژن استفاده شد. نتایج نشان داد که تمامی نمونه ها دارای ساختار کریستالی بوده و با افزایش دمای کلسیناسیون، بلورینگی نسبی کاتالیست و اندازه کریستالیت افزایش و اندازه سلول واحد کاهش یافت. با افزایش دما، تغییر چشمگیری در مورفولوژی نمونه ها مشاهده نشد. باند کششی وسیعاز محدوده 3600-3000 ناشی از ذرات آب (گروه OH) درون کریستال ها است. وجود پیک در عدد موجی 2348 نشان دهنده آن است که این مواد (CO(2 موجود در هوا را به خوبی جذب می کنند. با کاهش دمای کلسیناسیون از 500 تا 150 درجه سانتی گراد، شدت باندهای جذبی کاهش یافت که ناشی از خروج ناخالصی ها از قبیل ذرات آبی که درون حفرات قراردارند و یا درون آن ها وجود دارد، دانست و همچنین می توان به خروج گروه های هیدروکسیل واکنش نداده نیز اشاره کردو همچنین با توجه به هیسترسیس تشکیل شده بالای نمودار جذب وجود مزو حفرات را بیان می کند در نتیجه می توانانتظار داشت که بخش عظیمی از واکنش های کاتالیستی بر روی سطح مواد رخ می دهد.

کلیدواژه ها:

تبدیل کاتالیستی ، ارتو هیدروژن ، پارا هیدروژن ، دمای کلسیناسیون ، ایزوتوپ هیدروژن ، هیدروژن مایع