การเปรียบเทียบคุณลักษณะตัวเร่งปฏิกิริยาของโคบอลต์ออกไซต์ผสมเซอร์โคเนียมและแลนทาเนียมออกไซต์ที่ปริมาณแลนทาเนียมออกไซต์ต่ำ

Abstract

งานวิจัยนี้ ทำการศึกษาเกี่ยวกับประยุกต์ใช้ตัวเร่งปฏิกิริยาโคบอลต์ สำหรับปฏิกิริยาคาร์บอนมอนอกไซต์ ไฮโดรจิเนชัน เพื่อการทดสอบความสามารถทางการเร่งปฏิบัติกิริยาและเสถียรภาพของตัวเร่งปฏิกิริยา เมื่อเลือกใช้ออกไซต์ผสมระหว่างเซอร์โคเนียมออกไซต์และแลนทาเนียมออกไซต์ เป็นตัวรองรับให้กับตัวเร่งปฏิกิริยา เพื่อปรับปงคุณสมบัติของตัวเร่งปฏิกิริยาโคบอลต์ เมื่อใช้การผสมเชิงกลในการเตรียมตัวรองรับออกไซต์ผสม ที่ปริมาณแลนทาเนียมไอออนตั้งแต่ 1, 5, 10 และ 25 เปอร์เซ็นต์โดยโมล จากนั้นนำตัวเร่งปฏิกิริยามาทดสอบคุณลักษณะด้วยวิธีการ 4 วิธี X-ray diffraction (XRD), BET Surface area, Temperature programmed reduction (T PR) และ Hydrogen chemisorption ซึ่งจากการทดสอบทั้งหมด พบว่าการเติมแลนทาเนียมออกไซต์ในปริมาณที่มากกว่า 5 เปอร์เซ็นต์โดยโมล ลงในเซอร์โคเนียมออกไซต์ที่มีโครงร่างผลึกแบบโมโนคลินิก ส่งผลให้อุณหภูมิของการทำปฏิกิริยารีดักชันเพิ่มสูงขึ้น เมื่อใช้ปริมาณแลนทาเนียมออกไซต์ตั้งแต่ 1, 5, 10 และ 25 เปอร์เซ็นต์โดยโมลมีค่าในช่วง 1.95-2.95 *10^17 โมเลกุลต่อน้ำหนักตัวเร่งปฏิกิริยา ซึ่งมีค่าต่ำกว่าตัวเร่งปฏกิริยาโคบอลต์ที่มีอยู่บนตัวรองรับออกไซต์บริสุทธิ์มีค่า 6.9*10^17 โมเลกุลต่อตัวเร่งปฏิกิริยา จากนั้นได้นำตัวเร่งปฏิกิริยาทั้งหมดไปทดสอบความสามรถทางการเร่งปฏิกิริยาคาร์บอนมอนอกไซต์ไฮโดรจิเนชัน เป็นเวลา 6 ชั่วโมง พบว่าอัตราการเกิดปฏิกิริยาของตัวเร่งปฏิกิริยาเริ่มต้นมีค่าสอดคล้องกับการดูดซับไฮโดรเจน สำหรับตัวเร่งปฏิกิริยาโคบอลต์บนโมโนคลินิกเซอร์โคเนียมออกไซต์ และที่ 1 เปอร์เซ็นต์แลนทาเนียมไอออน มีอัตราการเกิดลดลงถึง 50 เปอร์เซ็นต์ ในขณะที่อัตราการเกิดปฏิกิริยาของตัวเร่งปฏิกิริยาโคบอลต์ที่อยู่บนตัวรองรับที่แลนทาเนียมไออน 5-25 เปอร์เซ็นต์โมล มีค่าต่ำโดยอัตราการเกิดลดลงภายใน 2 ชั่วโมง แลคงที่ตลอดระยะเวลาการทดสอบ แลพบว่าตัวเร่งปฏิกิริยาโคบอลต์บนเซอร์โคเนียมออกไซต์ ให้ค่าการเลือกเกิดมีเทนสูงสดที่ 65 เปอร์เซ็นต์โดยโมล รองลงมาคือ 1 เปอร์เซ็นต์โดยโมล แลนทาเนียมไอออน ส่วนตัวเร่งปฏิกิริยาที่ประกอบด้วยแลนทานัมไอออน ตั้งแต่ 5-25 เปอร์เซ็นต์โดยโมล ให้ค่าการเลือกเกิดผลิตภัณฑ์เป็นสารประกอบไฮโดรคาร์บอนสายยาว สูงกว่ามีเทน จึงอาจกล่าวได้ว่า แลนทาเนียมออกไซต์อาจช่วยลดการเสื่อมสภาพของตัวเร่งปฏิกิริยาโคบอลต์บนตัวรองรับตัวเร่งปฏิกิริยาสำหรับปฏิกิริยาคาร์บอนมอนอกไซต์ไฮโดรจิเนชัน