Selectivity and activity of iron molybdate catalysts in oxidation of methanol

العناوين الأخرى

انتقائية و فعالية العامل المساعد من مولبيدات الحديد في أكسدة الميثانول

المؤلفون المشاركون

Hammadi, Khalid Khazal
Hasan, Karim Henikesh
Mitchell, Phillip C. H.

المصدر

The Journal of Engineering Research

العدد

المجلد 6، العدد 1 (30 يونيو/حزيران 2009)، ص ص. 1-7، 7ص.

الناشر

جامعة السلطان قابوس كلية الهندسة

تاريخ النشر

2009-06-30

دولة النشر

سلطنة عمان

عدد الصفحات

7

التخصصات الرئيسية

الكيمياء
هندسة المواد والمعادن

الموضوعات

الملخص AR

تم في هذا البحث دراسة انتقائية و فعالية العوامل المساعدة من مولبيدات الحديد المحضرة بطرق مختلفة و مقارنتها بالعامل المساعد التجاري في أكسدة الميثانول إلى الفور مالديهايد و باستخدام المفاعل الأنبوبي المحشو عند درجة حرارة تتراوح بين 473 إلى 623 مطلق بثبوت الضغط عند 1013 كيلو باسكال و نسبة الميثانول إلى الأوكسجين 505 % حجما.

أكدت النتائج التي تم الحصول عليها بأن العامل المساعد من مولبيدات الحديد المحضر بطريقة co-precipitationأعطى أعلى انتقالية للفور مالديهايد (82.3 %) و التي يمكن الحصول عليها عند درجة حرارة 573 مطلق عندما كان التحول (59.7 %) في أكسدة الميثانول بالمقارنة مع العامل المساعد التجاري بينما العوامل المساعدة المحضرة بطريقة العجن و الترسيب ثم التبخر أعطت أقل انتقائية و أقل فعالية.

ثم تمت مناقشة علاقات (الانتقائية-الفعالية) لهذه العوامل المساعدة كدالة لدرجة الحرارة و علاقتها بطرق التحضير و المساحة السطحية و نسبة التراكيب الكيماوية لهذه العوامل المساعدة.

و بربط نتائجنا التي تم الحصول عليها من هذا البحث مع المقالات و براءات الاختراع المنشورة أظهرنا و بوضوح ترابط كل من المولبيديوم و الحديد في أكسدة الميثانول إلى فور مالديهايد حيث كانت أفضل نسبة مئوية من الحديد بحدود 0.2-0.3 و أن الانتقائية للفور مالديهايد كانت ثابتة عمليا لغاية النسبة المئوية للحديد 0.3 ثم تبدأ بالانخفاض عند النسبة العالية للحديد كما أن الحديد ممكن اعتباره كمنشط لفعالية العامل المساعد إن فعالية العامل المساعد من مولبيدات الحديد في الأكسدة يمكن أن يعود إلى المكونين الأخرين للأساس MoO3 مثل مولبيدات البزموث و الكوبلت.

حيث أنه في الخطوة المحددة للسرعة يعمل أوكسيد الحديد كقاعدة أكسده لفصل بروتون من المثيل لمجموعة اصرة الميثوكسي للامتزاز الكيماوي للميثانول و قد اقترحنا الصورة الأكيدة للعامل المساعد بوجود مجاميع -O-Mo-Fe-O-Mo-O كما وجدت في المكون 3(Fe(MoO4 و أن سبب الفقدان في الفعالية للعامل المساعد عند التركيز العالي للحديد هو وجود حبيبات أوكسيد الحديد الذي يساعد في الأكسدة الكلية للميثانول و فقدان فعالية صد مواقع المولبيديوم.

الملخص EN

The selectivity and activity of iron molybdate catalysts prepared by different methods are compared with those of a commercial catalyst in the oxidation of methanol to formaldehyde in a continuous tubular bed reactor at 200-350 ºC (473-623 oK), 10 atm (1013 kPa), with a methanol-oxygen mixture fixed at 5.5 % by volume methanol : air ratio.

The iron(III) molybdate catalyst prepared by co-precipitation and filtration had a selectivity towards formaldehyde in methanol oxidation comparable with a commercial catalyst ; maximum selectivity (82.3 %) was obtained at 573oK when the conversion was 59.7 %.

Catalysts prepared by reacting iron (III) and molybdate by kneading or precipitation followed by evaporation, omitting a filtration stage, were less active and less selective.

The selectivity-activity relationships of these catalysts as a function of temperature were discussed in relation to the method of preparation, surface areas and composition.

By combing this catalytic data with data from the patent literature we demonstrate a synergy between iron and molybdenum in regard to methanol oxidation to formaldehyde ; the optimum composition corresponded to an iron mole fraction 0.2-0.3.

The selectivity to formaldehyde was practically constant up to an iron mole fraction 0.3 and then decreased at higher iron concentrations. The iron component can be regarded as the activity promoter.

The iron molybdate catalysts can thus be related to other two-component MoO3-based selective oxidation catalysts, e.g.

bismuth and cobalt molybdates.

The iron oxide functions as a relatively basic oxide abstracting, in the rate-controlling step, a proton from the methyl of a bound methoxy group of chemisorbed methanol.

It was proposed that a crucial feature of the sought after iron(III) molybdate catalyst is the presence of -O-Mo-O-Fe-O-Mo-O- groups as found in the compound Fe2(MoO4)3 and for Fe3 + well dispersed in MoO3 generally. At the higher iron(III) concentrations the loss of selectivity is due to the presence of iron oxide patches or particles which catalyze the total oxidation of methanol, and the loss of activity to blocking of molybdenum sites.

نمط استشهاد جمعية علماء النفس الأمريكية (APA)

Hammadi, Khalid Khazal& Hasan, Karim Henikesh& Mitchell, Phillip C. H.. 2009. Selectivity and activity of iron molybdate catalysts in oxidation of methanol. The Journal of Engineering Research،Vol. 6, no. 1, pp.1-7.
https://search.emarefa.net/detail/BIM-211360

نمط استشهاد الجمعية الأمريكية للغات الحديثة (MLA)

Hammadi, Khalid Khazal…[et al.]. Selectivity and activity of iron molybdate catalysts in oxidation of methanol. The Journal of Engineering Research Vol. 6, no. 1 (Jun. 2009), pp.1-7.
https://search.emarefa.net/detail/BIM-211360

نمط استشهاد الجمعية الطبية الأمريكية (AMA)

Hammadi, Khalid Khazal& Hasan, Karim Henikesh& Mitchell, Phillip C. H.. Selectivity and activity of iron molybdate catalysts in oxidation of methanol. The Journal of Engineering Research. 2009. Vol. 6, no. 1, pp.1-7.
https://search.emarefa.net/detail/BIM-211360

نوع البيانات

مقالات

لغة النص

الإنجليزية

الملاحظات

Includes bibliographical references : p. 6-7

رقم السجل

BIM-211360