โครงการผลกระทบของปริมาณซีเรียมออกไซด์ เซอร์โครเนียมออกไซด์ต่อความว่องไวในการเร่งปฏิกิริยา

Abstract

งานวิจัยนี้เป็นการศึกษาการเตรียมตัวรองรับอลูมิน่าเมื่อมีการใช้สารโปรโมทจำพวกซีเรียมออกไซด์และเซอร์โครเนียมออกไซด์ ตัวรองรับที่ได้จะนำไปใช้กับโลหะแพลทินัมเพื่อเร่งปฏิกิริยาคาร์บอนมอนออกไซด์ออกซิเดชัน โดยแบ่งการทดลองหลักออกเป็น 2 ส่วน ดังนี้ ส่วนแรกศึกษาผลกระทบของการเติมสารโปรโมทต่อคุณสมบัติของตัวรองรับของตัวเร่งปฏิกิริยาสารที่ใช้คือ ซีเรียมออกไซด์ 〖(CeO〗_2) และเซอร์โคเนียมออกไซด์ 〖(ZrO〗_2) โดยตัวรองรับถูกเตรียมด้วยกระบวนการโซลเจล และเติมแพลทินัมร้อยละ 1 โดยมีน้ำหนัก ด้วยกระบวนการอิมเพรคเนชัน สัดส่วนโดยน้ำหนักของซีเรียมออกไซด์ต่อเซอร์โคเนียมออกไซด์คงที่ที่ 60 ต่อ 40 จากการทดลองพบว่าตัวรองรับแบบอลูมินาเพียงอย่างเดียวได้พื้นที่ผิวจำเพาะ 190 ตารางเมตรต่อกรัม และเมื่อเติมสารโปรโมทบนตัวรองรับปริมาณต่างกันคือ ร้อยละ 20, ร้อยละ 40, ร้อยละ 60 และร้อยละ 100 โดยน้ำหนัก ให้พื้นที่ผิวจำเพาะ 215 ตารางเมตรต่อกรัม, 194 ตารางเมตรต่อกรัม, 147 ตารางเมตรต่อกรัม และ 47 ตารางเมตรต่อกรัมตามลำดับ ตัวรองรับทุกตัวถูกวิเคราะห์ด้วยเครื่อง XRD พบว่าซีเรียม และเซอร์โครเนียมมีการทำปฏิกิริยาทำให้รูปแบบที่เกิดอยู่ในตัวรองรับเป็นสารประกอบคอมโพสิท 〖Ce〗_(2 ) 〖Zr〗_2 O_7 จากนั้นนำตัวเร่งปฏิกิริยาที่เตรียมได้ทั้งหมดไปทดสอบความว่องไวในการเร่งปฏิกิริยาคาร์บอนมอนอกไซด์ออกซิเดชัน โดยใช้ก๊าซผสมที่ประกอบด้วยก๊าซคาร์บอนมอนอกไซด์ร้อยละ 1 ก๊าซออกซิเจนร้อยละ 1 และก๊าซฮีเลียมร้อยละ 98 โดยปริมาตร พบว่าตัวเร่งปฏิกิริยาเติมสารโปรโมทผสมกับตัวรองรับในปริมาณร้อยละ 40 โดยน้ำหนัก สามารถเร่งปฏิกิริยาได้ดีกว่าตัวเร่งปฏิกิริยาอื่นๆ โดยสามารถเปลี่ยนก๊าซคาร์บอนมอนอกไซด์ทั้งหมดเป็นก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ ที่อุณหภูมิประมาณ 160 องศาเซลเซียส ขณะที่ตัวเร่งปฏิกิริยาที่การเติมสารโปรโมทในสัดส่วนร้อยละ 20, 60 และ 100 โดยน้ำหนัก ได้ค่าคอนเวอร์ชันของก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ร้อยละ 100 ที่อุณหภูมิประมาณ 170, 190 และ 300 องศาเซลเซียสตามลำดับ ขณะที่ตัวเร่งปฏิกิริยาที่ไม่มีการเติมสารโปรโมทเลย เมื่อนำมาทดสอบจะได้ค่าคอนเวอร์ชันของก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ร้อยละ 100 ที่อุณหภูมิประมาณ 220 องศาเซลเซียส