Study of Reverse Water Gas Shift reaction using bimetallic catalysts on active supports : The case of unpromoted and K-promoted FeCu/CeO2

Abstract: Reverse Water Gas Shift Reaction (RWGS) är en attraktiv lösning för CO2-använding och minskning av utsläppen i atmosfären. Denna reaktion begränsas av termodynamiken och det finns problem med storskalig tillämpning. För att förbättra genomförandet av processen krävs utveckling av en effektiv katalysator. I mosats till typiska undersökningar som använder katalytiska metaller på en inert bärare, i denna undersökning användas en bimetallisk katalysator på en aktiv bärare.  RWGS-reaktionen studerades genom att använda Cu-Fe/CeO2-katalysator den K-promoterade motsvarigheten i olika mängder. Katalysatorerna testades i en fastbäddsreaktor. Katalysatorerna syntetiserades genom hydrotermisk metod och successiv impregnering av aktiva metaller. De framställda katalysatorerna analyserades med hjälp av BET-analys, H2-temperaturprogrammerad reduktion och röntgendiffraktion (XRD). Temperatur och H2/CO2 effekterna bedömdes. Experimentella resultat visade att Cu-Fe/CeO2 uppvisar avsevärd katalytisk aktivitet vid temperaturer högre än 500°C. Den CO2 omvandling med bimetalliska katalysatorn varierade mellan 24 % och 100 % avjämviktsvärdet med GHSV 360 000 h-1. Dessutom varierade CO selektivitet i intervallet mellan 70% och 95%. K-promoterad katalysator uppvisade lägre aktivitet antagligen på grund av partiell täckning av metalliska aktiva ytan, vilket resulterade i lägre omvandling (10%-~50% av jämviktsvärdet). Längre experiment (69-100 timmar) för de icke-promotoriserade katalysatorerna uppvisade inga avaktivering eller aktivitet/selektivitetsförlust i motsats till den K-promoterade katalysatorn som uppvisade en långsam aktivitetsavklingning troligen på grund av sintring.