51. Study CO oxidation, Hysteresis behavior, and CO2 adsorption on mesoporous silica supported metal nano catalyst
- Author
-
Al-Soubaihi, Rola and Al-Soubaihi, Rola
- Abstract
Over the past decades, mesoporous silica has emerged as a new material with interesting physical and chemical properties, such as high surface-to-volume ratio, stability, and the feasibility of surface functionalization, amongst others. Mesoporous silica provides an opportunity to improve conventional commercial catalyst supports, and sorbent due to its low-cost synthesis. In this research field, investigations on various materials prepared by different techniques as potential support have been reported. The main objective of the studies was to produce highly stable mesoporous materials for energy and environmental applications using simple and low-cost synthesis. In this thesis, we utilized the sol-gel and self-templating processes in synthesizing three types of highly porous silica nanomaterials, mainly aerogels (SiO2 AG), xerogel (SiO2 XG), and nanosheets (SiO2 NS). SiO2 AG and SiO2 XG were synthesized using the sol-gel method, while SiO2 NS was synthesized using the soft-templating hydrothermal technique. SiO2 AG, SiO2, XG, and SiO2 NS are explored as catalyst support for low-temperature carbon monoxide (CO) oxidation and compared to commercial Fumed Silica. The synthesized materials are investigated as metal support materials (M/SiO2) for environmental applications such as CO oxidation and carbon dioxide (CO2) adsorption. The morphology of the synthesized materials was investigated experimentally using several characterization techniques such as X-ray Diffraction (XRD), X-ray Photo-electron Spectroscopy (XPS), Transmission Electron Microscopy (TEM), Thermo-Gravimetry-Differential Scanning Calorimetry (TGA-DSC), gas adsorption by Brunauer–Emmett–Teller (BET) method, Fourier Transform Infra-Red spectroscopy (FTIR), UV-Vis spectroscopy, and Temperature Programmed Reduction (TPR) for understanding the surface chemistry of supports. The M/SiO2 was subjected to a detailed study of the morphology before, during, and after the low-temperature CO oxidation reaction unde, Under de senaste decennierna har mesoporöst kisel uppstått som ett nytt material med intressanta fysikaliska och kemiska egenskaper, såsom hög yta-till-volym-förhållande, stabilitet och möjligheten till ytterligare funktionalisering av ytan, bland annat. Mesoporöst kisel ger en möjlighet att förbättra konventionella kommersiella katalystbärare och adsorbenter på grund av dess kostnadseffektiva syntes. Inom detta forskningsområde har undersökningar av olika material framställda med olika tekniker som potentiella bärare rapporterats. Det primära målet med studierna var att producera högstabila mesoporösa material för energi- och miljöapplikationer med hjälp av enkel och kostnadseffektiv syntes. I denna avhandling använde vi sol-gel och självtemplateringsprocesser för att syntetisera tre typer av högporösa kiselnanomaterial, huvudsakligen aerogeler (SiO2 AG), xerogeler (SiO2 XG) och nanoskikt (SiO2 NS). SiO2 AG och SiO2 XG syntetiserades med hjälp av sol-gelmetoden, medan SiO2 NS syntetiserades med hjälp av den mjuka templaterings hydrotermiska tekniken. SiO2 AG, SiO2 XG och SiO2 NS utforskades som katalysatorbärare för kolmonoxid (CO) oxidation vid låga temperaturer och jämfördes med kommersiell Fumed Silica. De syntetiserade materialen undersöktes som metallbärarmaterial (M/SiO2) för miljöapplikationer såsom CO-oxidation och koldioxid (CO2) adsorption. Morfologin hos de syntetiserade materialen undersöktes experimentellt med hjälp av flera karaktäriseringsmetoder såsom röntgendiffraktion (XRD), röntgenfotoelektronspektroskopi (XPS), transmissions elektronmikroskopi (TEM), termogravimetrisk-differential scanning kalorimetri (TGA-DSC), gasadsorption med Brunauer-Emmett-Teller (BET) metoden, Fourier-transform-infraröd spektroskopi (FTIR), UV-Vis spektroskopi och temperaturprogrammerad reduktion (TPR) för att förstå ytkemin hos bärarna. M/SiO2 utsattes för en detaljerad studie av morfologin före, under och efter CO-oxidationsreaktionen vid låga temperatu, QC 2024-08-30
- Published
- 2024