การพัฒนาตัวเร่งปฏิกิริยาคอปเปอร์ออกไซด์เพื่อใช้กับปฏิกิริยา Oxidative steam reforming ในการผลิตก๊าซไฮโดรเจน (ปีที่ 1)

Abstract

งานวิจัยนี้ศึกษาคุณสมบัติของโลหะออกไซด์ผสม และความสามารถในการเร่งปฏิกิริยา ปัจจัยที่ต้องการศึกษาได้แก่ ผลกระทบของสัดส่วนนิกเกิลออกไซด์และซีเรียมออกไซด์ที่มีผลต่อความสามารถในการเร่งปฏิกิริยาของคอปเปอร์ออกไซด์ เพื่อใช้กับปฏิกิริยาการรีฟอร์มมิ่งเมทานอลด้วยไอน้ำ ตัวเร่งปฏิกิริยาเตรียมด้วยวิธีการตกตะกอนร่วม โดยมีปริมาณคอปเปอร์ออกไซด์คงที่ที่ ร้อยละ 30 โดยน้ำหนัก ปริมาณสัดส่วนคอปเปอร์ออกไซด์ ต่อนิกเกิลออกไซด์ ต่อซีเรียมออกไซด์ ที่ศึกษา ได้แก่30:0:70, 30:7:63, 30:10:60, 30:14:56, 30:21:49, 30:28:42, 30:30:40, 30:70:0 ผลจากการทดลอง พบว่า ตัวเร่งปฏิกิริยาที่สัดส่วนร้อยละของโลหะออกไซด์ผสมระหว่างนิกเกิลออกไซด์ และซีเรียมออกไซด์ที่แตกต่างกัน จะมีพื้นที่ผิวจำเพาะและขนาดรูพรุนของตัวเร่งปฏิกิริยาที่แตกต่างกัน ซึ่งที่สัดส่วนโดยน้ำหนักระหว่างของคอปเปอร์ออกไซด์ นิกเกิลออกไซด์และซีเรียมออกไซด์เป็นร้อยละ 30:21:49 ได้พื้นที่ผิวจำเพาะ 393.1 ตารางเมตรต่อกรัม เป็นขนาดที่มากที่สุด การเพิ่มปริมาณของนิกเกิลออกไซด์ลดปริมาณของซีเรียมออกไซด์ยังทำให้ขนาดผลึกของตัวเร่งปฏิกิริยามีขนาดใหญ่ขึ้นตามลำดับ และการทดสอบความสามารถในการเร่งปฏิกิริยาของตัวเร่งปฏิกิริยาพบว่าตัวเร่งปฏิกิริยาที่อัตราส่วนร้อยละโดยน้ำหนักของคอปเปอร์ออกไซด์ นิกเกิลออกไซด์และซีเรียมออกไซด์ ร้อยละ 30:21:49 มีความว่องไวในเร่งปฏิกิริยารีฟอร์มมิ่งเมทานอลด้วยไอน้ำสูงที่สุด คือ 53.9 ที่อุณหภูมิ 300 องศาเซลเซียส และมีค่าร้อยละการเลือกเกิดของก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์เป็น 34.7 ดังนั้นอาจกล่าวได้ว่า ปริมาณสารนิกเกิลออกไซด์และสารรองรับซีเรียมออกไซด์ในโลหะผสมออกไซด์ ส่งผลกระทบต่อคุณสมบัติของตัวเร่งปฏิกิริยาโลหะออกไซด์ผสมและความสามารถในการเร่งปฏิกิริยา