1. UKM Learning and Research Repository
2. PHD Thesis / Tesis PHD
3. Faculty of Engineering and Built Environment / Fakulti Kejuruteraan dan Alam Bina

Title:	Penghasilan metana daripada karbon oksida menggunakan mangkin nikel terdop disokong pada karbon nitrida grafit
Authors:	Khairul Naim Ahmad (P97886)
Supervisor:	Wan Nor Roslam Wan Isahak, Prof. Madya Ts. Dr.
Keywords:	Universiti Kebangsaan Malaysia -- Dissertations Dissertations, Academic -- Malaysia Metana Karbon oksida Mangkin nikel terdop Karbon nitrida grafit
Issue Date:	25-Apr-2022
Description:	Penghasilan metana (CH4) melalui tindak balas pemetanaan karbon monoksida (CO) dan karbon dioksida (CO2) dianggap sebagai salah satu alternatif yang berpotensi bagi mengurangkan kebergantungan terhadap sumber gas asli berasaskan fosil di samping menjamin kelestarian alam. Nikel (Ni) dianggap logam mangkin yang praktikal dalam aplikasi pemetanaan kerana kepilihan terhadap CH4 yang tinggi dan kos yang rendah. Walau bagaimanapun, menghasilkan mangkin berasaskan Ni yang aktif dan stabil adalah mencabar kerana keeksotermaan tindak balas pemetanaan yang tinggi boleh mempercepatkan penyahaktifan mangkin. Oleh itu, kajian ini memberi tumpuan kepada pengubahsuaian mangkin berasaskan Ni dengan penambahan bahan penyokong karbon nitrida grafit berliang-meso (mpg-C3N4) dan logam penggalak daripada kumpulan logam nadir bumi, serium (Ce) dan lantanum (La), dan beralkali bumi, magnesium (Mg) dan kalsium (Ca), dalam usaha untuk meningkatkan prestasi pemetanaan bersuhu rendah. Mangkin Ni/mpg-C3N4 disintesis melalui kaedah impregnasi dengan muatan logam Ni di antara 10 - 25 %brt. dan dikalsin dalam udara atau nitrogen, serta dicirikan dengan menggunakan analisis pembelauan sinar-X (XRD), penjerapan fizikal nitrogen, mikroskopi elektron transmisi (TEM), spektroskopi fotoelektron sinar-X (XPS) dan penurunan suhu berprogram (TPR). Analisis morfologi menunjukkan mangkin yang dikalsin dalam udara memiliki luas permukaan yang lebih tinggi dan serakan nanopartikel Ni yang lebih sekata berbanding di dalam gas nitrogen. Hal ini disebabkan oleh pembentukan liang-liang meso pada penyokong mpg-C3N4 dan pengelupasan g- C3N4 pukal untuk membentuk lembaran nipis. Walau bagaimanapun, kandungan Ni yang berlebihan dalam mangkin (25 %brt.) boleh mempercepatkan penguraian penyokong mpg-C3N4 semasa pengkalsinan. Ujian prestasi pemangkinan tindak balas pemetanaan CO yang dijalankan dalam reaktor mikro menunjukkan mangkin dengan muatan Ni 10 %brt. mempamerkan aktiviti terbaik dengan penukaran CO (XCO) 79.7% dan kepilihan CH4 (SCH4) 73.9% pada suhu 375 °C. Bagi meningkatkan lagi prestasi pemetanaan, 3 %brt. logam penggalak (x = Ce, La, Mg, Ca) ditambah dalam mangkin Ni-x/mpg-C3N4. Secara keseluruhannya, kesemua mangkin berpenggalak menunjukkan peningkatan dalam jumlah liang-meso, serakan nanopartikel Ni, interaksi logampenyokong dan permukaan berbes berbanding Ni/mpg-C3N4. Mangkin Ni-Ce/mpg- C3N4 merekodkan kepilihan CH4 yang yang tinggi dalam pemetanaan CO (SCH4=89.3%) dan CO2 (SCH4=99.8%) masing-masing pada suhu 279 °C dan 297 °C. Khususnya bagi pemetanaan CO2, kesan penambahan penggalak Ce dalam mangkin dapat dilihat secara ketara dalam menambah baik penjerapan dan pengaktifan reaktan CO2 yang dianggap molekul yang sangat stabil secara termodinamik. Hal ini dapat dikaitkan dengan kewujudan kekosongan oksigen yang berasal daripada penurunan spesies CeO2 dan Ni-Ce-O dalam mangkin. Tambahan pula, peningkatan bilangan mesoliang dalam penyokong mpg-C3N4 mampu meningkatkan lagi kapasiti tapak bes bagi membantu penjerapan CO2. Kajian kinetik mangkin Ni-Ce/mpg-C3N4 telah dijalankan dengan menghubungkait data uji kaji dan model kinetik hukum kuasa untuk menghasilkan persamaan kinetik: r = 4×104 exp(-75379/RT) PCO2 1.72 PH2 0.58. Simulasi proses yang dibangunkan dalam perisian Aspen Plus® menggunakan data kinetik mangkin telah menunjukkan padanan yang baik dengan data uji kaji. Analisis parameter simulasi menunjukkan suhu dan tekanan adalah sensitif terhadap model simulasi. Keputusan kajian ini menunjukkan potensi besar bahan mpg-C3N4 sebagai penyokong aktif dalam aplikasi tindak balas penghidrogenan terma.,Ph.D.
Pages:	168
Publisher:	UKM, Bangi
Appears in Collections:	Faculty of Engineering and Built Environment / Fakulti Kejuruteraan dan Alam Bina

Items in DSpace are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.