Mn/Na2WO4/SiO2 katalizörü üzerinde metanın oksijen varlığında yüksek hidrokarbonlu moleküllere dönüşümü

Bu çalışmada metanın oksijen varlığında katalitik olarak etan ve etilene dönüştürülmesi (OCM) reaksiyonu Mn/Na2WO4/SiO2 katalizörü kullanılarak incelenmiştir. Islak emdirme, sol-gel hazırlama ve hidrotermal sentez gibi çeşitli yöntemlerle hazırlanan 2wt.%Mn/5wt.%Na2WO4/SiO2 katalizörünün OCM performansı mikro akışlı kuvars bir reaktör kullanılarak incelenmiştir. Çalışmalar öncelikle, katalizörün bir FeCrAl plaka yüzeyine kaplandığı metalik mikro kanal reaktörde başlamış ancak silika bazlı destek malzemesinin metal yüzeyine iyi yapışmamış olmasından dolayı performans düşük olmuştur. Sonra katalizör seramik monolitik mikro kanallara daldırma usulü ile kaplanmış, daha iyi sonuç alınmıştır. Buna ilave olarak, toz katalizörlerden oluşan sabit yatak, tek parça gözenekli çubuk (monosil) ve mezo gözenekli silika ağı (MCM-41) gibi yapılar da hazırlanmış, çeşitli reaksiyon koşullarında (çeşitli reaktör dolgu malzemesi, reaksiyon sıcaklığı ve besleme kompozisyonu) test edilmiştir. Reaktör çıkış akımı bir gaz kromatografi ile analiz edilerek CH4 dönüşüm ve C2 seçimlilikleri belirlenmiştir. En yüksek verim (14.2%) ıslak emdirme yöntemi ile hazırlanan toz katalizör ile alınmıştır. Reaktör çapının katalizör sonrasında 10 mm'den 2 mm'ye düşürülmesi ve boşluğun kuvars parçacıkları ile doldurulması performansı önemli ölçüde artırmıştır. En yüksek C2 verimi 650ºC ile CH4/O2 oranı 7 değerinde elde edilmiştir.