Präparation eines Ni/Al2O3-Katalysatorsystems in einem Mikroreaktor

Inhaltsverzeichnis

• Danksagung
• Inhaltsverzeichnis
• Abbildungsverzeichnis
• Tabellenverzeichnis
• Abkürzungsverzeichnis
• 1. Einleitung
• 1.1. Trockene Reformierung
• 1.2. Ni/Al2O3-Katalysatorsystem
• 1.3. Zielsetzung und Umfang der Arbeit
• 2. Theoretischer Teil
• 2.1. Präparation von Ni/Al2O3-Katalysatoren
• 2.1.1. Sol-Gel-Methode
• 2.1.2. elementspezifische Reaktionen während der Sol-Gel-Methode
• 2.1.3. Einflussgrößen der Sol-Gel-Bildung
• 2.2. Mikroreaktoren
• 2.2.1. Vor- und Nachteile von Mikroreaktoren
• 2.2.2. Mikromischer
• 2.2.3. Spezialfall: Microjet-Reaktor
• 3. Experimenteller Teil
• 3.1. Mikroreaktionstechnikanlage
• 3.1.1. Aufbau
• 3.1.2. Funktionsweise
• 3.1.3. Inbetriebnahme und Reinigung
• 3.2. Chemikalien und Materialien
• 3.3. Synthese der Katalysatoren
• 3.3.1. Herstellung der Precursor- und Hydrolyse-Lösungen
• 3.3.2. Hydrolyse im Mikroreaktor
• 3.3.3. Nachbehandlung der hydrolysierten Proben
• 3.3.4. Variation der chemischen Zusammensetzung und Betriebsparameter
• 3.3.5. Probenbezeichnung
• 3.4. Charakterisierungsmethoden
• 3.4.1. Stickstofftieftemperatursorption
• 3.4.2. Temperaturprogrammierte Reduktion und Adsorption (TPR/TPA)
• 3.4.3. Transmissionselektronenmikroskopie (TEM)
• 3.4.4. Röntgendiffraktometrie (XRD)
• 3.4.5. Helium-Pyknometrie
• 3.5. Katalytische Testung
• 3.5.1. Aufbau der Anlage
• 3.5.2. Durchführung und Analytik
• 4. Ergebnisse und Diskussion
• 4.1. Einflussgrößen bei der Hydrolyse
• 4.1.1. Einfluss des Wasserüberschusses
• 4.1.2. Einfluss des pH-Wertes und verschiedener Additive
• 4.1.3. Einfluss der Stearinsäurezugabe
• 4.1.4. Einfluss des Nickelgehaltes
• 4.1.5. Einfluss der Betriebsparameter des Mikroreaktors und der Precursorkonzentration
• 4.2. Auswertung der katalytischen Testung
• 4.2.1. Aktivität
• 4.2.2. Selektivität / Produktverhältnis von Wasserstoff zu Kohlenstoffmonoxid
• 4.2.3. Verkokung der Katalyatoren
• 4.2.4. Diskussion
• 5. Zusammenfassung

Zielsetzung und Themenschwerpunkte

Die Masterarbeit befasst sich mit der Präparation eines Ni/Al2O3-Katalysatorsystems in einem Mikroreaktor. Ziel ist die Herstellung eines hoch-aktiven und selektiven Katalysators für die Reformierung von Methan.

• Synthese von Ni/Al2O3-Katalysatoren mittels der Sol-Gel-Methode in einem Mikroreaktor
• Optimierung der Syntheseparameter, um die Katalysator-Eigenschaften zu verbessern
• Charakterisierung der synthetisierten Katalysatoren mittels verschiedener Methoden
• Katalytische Testung der Katalysatoren in der trockenen Reformierung von Methan
• Bewertung der Aktivität und Selektivität der Katalysatoren

Zusammenfassung der Kapitel

• Kapitel 1: Einleitung - Die Einleitung stellt die Bedeutung der trockenen Reformierung von Methan und des Ni/Al2O3-Katalysatorsystems vor. Sie erläutert die Zielsetzung und den Umfang der Arbeit.
• Kapitel 2: Theoretischer Teil - Dieses Kapitel behandelt die theoretischen Grundlagen der Sol-Gel-Methode und der Mikroreaktionstechnik, insbesondere im Zusammenhang mit der Katalysatorsynthese.
• Kapitel 3: Experimenteller Teil - Es werden die verwendeten Materialien, die experimentelle Anlage und die Durchführung der Katalysatorsynthese und -charakterisierung detailliert beschrieben.
• Kapitel 4: Ergebnisse und Diskussion - Die Ergebnisse der Synthese und Charakterisierung der Katalysatoren werden präsentiert und diskutiert. Der Einfluss verschiedener Parameter auf die Katalysatoreigenschaften wird analysiert.

Schlüsselwörter

Ni/Al2O3-Katalysatorsystem, Sol-Gel-Methode, Mikroreaktor, trockene Reformierung von Methan, Katalysatorcharakterisierung, Aktivität, Selektivität.