Published February 15, 2023 | Version v1
Publication Open

Synergetic Effect of Fe2O3 Doped-CeO2 Nanocomposites Prepared via Different Techniques on Photocatalytic Desulfurization of Heavy Gas Oil

Creators

  • 1. Egyptian Petroleum Research Institute
  • 2. Cairo University

Description

Abstract The photocatalytic performances of three Fe 2 O 3 –CeO 2 nanocomposites were investigated toward the sulfur removal from a petroleum heavy gas oil (HGO) sample. The three composites were prepared by three different routes namely; auto-combustion, post-precipitation and precipitation. The physio-chemical features and optical properties of the presented composites were determined via proper analytical techniques. Formation of Fe 2 O 3 –CeO 2 solid solution in all the prepared composites was verified via XRD analysis. These composites were then employed in photo-desulfurization of HGO and their activities were investigated at several operating conditions. The highest photocatalytic desulfurization exploit (91.5%) could be detected for the composite which was prepared via auto-combustion technique, denoted as (Fe 20 Ce 80 ) ac . This maximum percentage of sulfur removal could be obtained under visible light irradiation at the following optimum operating conditions: 15 g/L (as photocatalyst dose), time of 6 h and 2:1 of H 2 O 2 to oil ratio. The subsequent implementation of a solvent extraction step using N -methyl pyrrolidone was needed to attain the deepest desulfurization of HGO. The efficiencies of the presented composites against the process of sulfur removal were discussed in spot of their textural and optical characteristics as well as the available oxygen vacancies through their lattices structures.

⚠️ This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%

Translated Description (Arabic)

ملخص تم التحقيق في الأداء التحفيزي الضوئي لثلاثة مركبات نانوية Fe 2 O 3 - CeO 2 نحو إزالة الكبريت من عينة زيت الغاز الثقيل النفطي (HGO). تم تحضير المواد المركبة الثلاثة من خلال ثلاثة طرق مختلفة وهي: الاحتراق الذاتي وما بعد الترسيب وهطول الأمطار. تم تحديد السمات الفيزيائية والكيميائية والخصائص البصرية للمواد المركبة المقدمة من خلال التقنيات التحليلية المناسبة. تم التحقق من تكوين المحلول الصلب Fe 2 O 3 - CeO 2 في جميع المواد المركبة المحضرة من خلال تحليل XRD. ثم تم استخدام هذه المواد المركبة في إزالة الكبريت ضوئيًا من HGO وتم التحقيق في أنشطتها في العديد من ظروف التشغيل. يمكن اكتشاف أعلى استغلال لإزالة الكبريت بالتحفيز الضوئي (91.5 ٪) للمادة المركبة التي تم تحضيرها عبر تقنية الاحتراق التلقائي، والتي يشار إليها باسم (Fe 20 Ce 80 ) ac . يمكن الحصول على هذه النسبة القصوى لإزالة الكبريت تحت إشعاع الضوء المرئي في ظروف التشغيل المثلى التالية: 15 جم/لتر (كجرعة محفز ضوئي)، وقت 6 ساعات و 2:1 من نسبة H 2 O 2 إلى الزيت. كان التنفيذ اللاحق لخطوة استخلاص المذيبات باستخدام N - methyl pyrrolidone ضروريًا لتحقيق أعمق إزالة للكبريت من HGO. نوقشت كفاءات المواد المركبة المقدمة مقابل عملية إزالة الكبريت في بقعة من خصائصها التركيبية والبصرية وكذلك شواغر الأكسجين المتاحة من خلال هياكلها الشبكية.

Translated Description (French)

Résumé Les performances photocatalytiques de trois nanocomposites Fe 2 O 3 –CeO 2 ont été étudiées en vue de l'élimination du soufre d'un échantillon de gazole lourd de pétrole (HGO). Les trois composites ont été préparés par trois voies différentes à savoir : l'autocombustion, la post-précipitation et la précipitation. Les caractéristiques physiochimiques et les propriétés optiques des composites présentés ont été déterminées par des techniques analytiques appropriées. La formation de la solution solide de Fe 2 O 3 –CeO 2 dans tous les composites préparés a été vérifiée par analyse DRX. Ces composites ont ensuite été utilisés dans la photo-désulfuration du HGO et leurs activités ont été étudiées dans plusieurs conditions opératoires. L'exploit de désulfuration photocatalytique le plus élevé (91,5 %) a pu être détecté pour le composite qui a été préparé par la technique d'autocombustion, notée (Fe 20 Ce 80 ) ac . Ce pourcentage maximal d'élimination du soufre pourrait être obtenu sous irradiation de lumière visible dans les conditions de fonctionnement optimales suivantes : 15 g/L (en tant que dose de photocatalyseur), temps de 6 h et rapport H 2 O 2/huile 2:1. La mise en œuvre ultérieure d'une étape d'extraction par solvant utilisant la N -méthyl pyrrolidone était nécessaire pour atteindre la désulfuration la plus profonde de HGO. Les efficacités des composites présentés contre le processus d'élimination du soufre ont été discutées en fonction de leurs caractéristiques texturales et optiques ainsi que des lacunes d'oxygène disponibles à travers leurs structures en treillis.

Translated Description (Spanish)

Resumen Se investigaron los rendimientos fotocatalíticos de tres nanocompuestos de Fe 2 O 3 -CeO 2 para la eliminación de azufre de una muestra de gasóleo pesado de petróleo (HGO). Los tres compuestos se prepararon por tres rutas diferentes, a saber, autocombustión, posprecipitación y precipitación. Las características fisicoquímicas y las propiedades ópticas de los compuestos presentados se determinaron mediante técnicas analíticas adecuadas. La formación de solución sólida de Fe 2 O 3 -CeO 2 en todos los compuestos preparados se verificó mediante análisis de XRD. Estos compuestos se emplearon luego en la fotodesulfuración de HGO y sus actividades se investigaron en varias condiciones de operación. Se pudo detectar la mayor explotación de desulfuración fotocatalítica (91,5%) para el compuesto que se preparó mediante la técnica de autocombustión, denominada (Fe 20 Ce 80 ) ac . Este porcentaje máximo de eliminación de azufre podría obtenerse bajo irradiación de luz visible en las siguientes condiciones óptimas de operación: 15 g/L (como dosis de fotocatalizador), tiempo de 6 h y relación 2:1 de H 2 O 2 a aceite. La implementación posterior de una etapa de extracción con solvente usando N -metil pirrolidona fue necesaria para lograr la desulfuración más profunda de HGO. Las eficiencias de los compuestos presentados contra el proceso de eliminación de azufre se discutieron en cuanto a sus características de textura y ópticas, así como las vacantes de oxígeno disponibles a través de sus estructuras de celosía.

Files

s13369-023-07633-y.pdf.pdf

Files (1.4 MB)

⚠️ Please wait a few minutes before your translated files are ready ⚠️ Note: Some files might be protected thus translations might not work.
Name Size Download all
md5:8f87b53697d3f22a7cf04dd19ad13385
1.4 MB
Preview Download

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
التأثير التآزري لمركبات Fe2O3 Doped - CeO2 Nanocomposites المحضرة عبر تقنيات مختلفة على إزالة الكبريت بالتحفيز الضوئي لزيت الغاز الثقيل
Translated title (French)
Effet synergique des nanocomposites Fe2O3 dopé-CeO2 préparés par différentes techniques sur la désulfuration photocatalytique du gazole lourd
Translated title (Spanish)
Efecto sinérgico de los nanocompuestos dopados con Fe2O3-CeO2 preparados mediante diferentes técnicas en la desulfuración fotocatalítica del gasóleo pesado

Identifiers

Other
https://openalex.org/W4321248136
DOI
10.1007/s13369-023-07633-y

Is supplement to
https://openalex.org/W4296114141 (Other)
https://openalex.org/W3030188872 (Other)
https://openalex.org/W2991149278 (Other)
https://openalex.org/W2383940933 (Other)
https://openalex.org/W2371970563 (Other)
https://openalex.org/W2365548945 (Other)
https://openalex.org/W2358778632 (Other)
https://openalex.org/W2355609174 (Other)
https://openalex.org/W2348546334 (Other)
https://openalex.org/W1965257057 (Other)

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
Egypt

References

  • https://openalex.org/W11607729
  • https://openalex.org/W1963513836
  • https://openalex.org/W1963559493
  • https://openalex.org/W1964000069
  • https://openalex.org/W1976689363
  • https://openalex.org/W1985833391
  • https://openalex.org/W1986910240
  • https://openalex.org/W1991479946
  • https://openalex.org/W1992057749
  • https://openalex.org/W1994481463
  • https://openalex.org/W1995548609
  • https://openalex.org/W1996965828
  • https://openalex.org/W1999347518
  • https://openalex.org/W2000481475
  • https://openalex.org/W2001888997
  • https://openalex.org/W2003007638
  • https://openalex.org/W2015218874
  • https://openalex.org/W2017078979
  • https://openalex.org/W2018677104
  • https://openalex.org/W2019026751
  • https://openalex.org/W2022139731
  • https://openalex.org/W2031380485
  • https://openalex.org/W2031857778
  • https://openalex.org/W2041133087
  • https://openalex.org/W2042712230
  • https://openalex.org/W2043942611
  • https://openalex.org/W2046785299
  • https://openalex.org/W2056760448
  • https://openalex.org/W2059108930
  • https://openalex.org/W2063025042
  • https://openalex.org/W2063205009
  • https://openalex.org/W2067451626
  • https://openalex.org/W2075846524
  • https://openalex.org/W2076516982
  • https://openalex.org/W2077315401
  • https://openalex.org/W2111655018
  • https://openalex.org/W2116802749
  • https://openalex.org/W2119546046
  • https://openalex.org/W2266717317
  • https://openalex.org/W2286554915
  • https://openalex.org/W2312542910
  • https://openalex.org/W2335481189
  • https://openalex.org/W2416552832
  • https://openalex.org/W2507571561
  • https://openalex.org/W2509905892
  • https://openalex.org/W2523114597
  • https://openalex.org/W2530074420
  • https://openalex.org/W2587038517
  • https://openalex.org/W2593691970
  • https://openalex.org/W2606369714
  • https://openalex.org/W2610883466
  • https://openalex.org/W2753264495
  • https://openalex.org/W2765418508
  • https://openalex.org/W2765720133
  • https://openalex.org/W2766956520
  • https://openalex.org/W2804754491
  • https://openalex.org/W2902648023
  • https://openalex.org/W2912035365
  • https://openalex.org/W2914721939
  • https://openalex.org/W2916806761
  • https://openalex.org/W2950706267
  • https://openalex.org/W2998236035
  • https://openalex.org/W3118525990
  • https://openalex.org/W3157721296
  • https://openalex.org/W3169976654
  • https://openalex.org/W4211024534
  • https://openalex.org/W4221088916
  • https://openalex.org/W4239724018
  • https://openalex.org/W4245109351
  • https://openalex.org/W4285036514