Physicochemical analysis of the carbon deposit formed in the process of ethanol steam reforming

As part of the bachelor's thesis, the physicochemical properties of the carbon deposit formed in the process of ethanol steam reforming (ESR) were investigated. Three spent catalysts operating under the conditions of the ESR process (500⁰C for 21h with the ethanol / water ratio 1:12) were tested. They contained cobalt in the amount of 10%, introduced to the surface of the zeolite support (ZSM-5 with variable aluminum content, Si / Al) and SiO2 silica (reference material) by impregnation with an aqueous solution of cobalt nitrate. The physicochemical analysis of the spent catalysts, with particular emphasis on the deposit formed, was carried out using Raman spectroscopy and transmission electron microscopy (TEM). The results of the analysis show that the higher the Si / Al ratio in the ZSM-5 zeolite carrier, the higher the catalyst's stability and thus less a carbon deposit is formed in the ESR process. On the basis of research with the use of Raman spectroscopy, no significant differences in the structure of the formed deposit were noticed.

W ramach pracy licencjackiej zbadano właściwości fizykochemiczne depozytu węglowego powstałego w procesie reformingu parowego etanolu (ESR). Zbadano trzy katalizatory zużyte, pracujące w warunkach procesu ESR (500⁰C przez 21h. przy stosunku etanol/woda 1:12). Zawierały one kobalt w ilości 10%, wprowadzony na powierzchnię nośnika zeolitowego (ZSM-5 o zmiennej zawartości glinu, Si/Al) oraz krzemionki SiO2 (materiał referencyjny) metodą impregnacji wodnym roztworem azotanu kobaltu. Analizę fizykochemiczną zużytych katalizatorów, ze szczególnym uwzględnieniem powstającego depozytu przeprowadzono z wykorzystaniem metody spektroskopii Ramana oraz transmisyjnej mikroskopii elektronowej (TEM).Wyniki analizy pokazują, że im większy stosunek Si/Al w nośniku zeolitu ZSM-5 tym katalizator wykazuje wyższą stabilność i tym samym mniej depozytu węglowego powstaje w procesie ESR. Na podstawie badań z wykorzystaniem spektroskopii Ramana nie zauważono znaczących różnic w strukturze powstającego depozytu.