การพัฒนาตัวเร่งปฏิกิริยาประเภท Pt/Ceo2/AI2O3 และศึกษากลไกการเกิดปฎิกิริยาสำหรับปฏิกิริยาคาร์บอนมอนอกไซด์ออกซิเดชั่นที่อุณหภูมิต่ำ

Abstract

งานวิจัยนี้เป็นการพัฒนาตัวเร่งปฏิกิริยาประเภทแพลทินัมบนตัวรองรับอลูมินาต่อปฏิกิริยาคาร์บอนมอนนอกไซด์ออกซิเดชัน โดยการเติมสารโปรโมทที่มีคุณสมบัติในการกักเก็บออกซิเจน เมื่อใช้วิธีการโซล เจล ตัวรองรับประเภทอลูมินา ซีเรียมออกไซด์อลูมินา และเหล็ก ออกไซด์อลูมินา ที่เตรียมได้ถูกนำไปวิเคราะห์หาพื้นที่ผิวจำเพาะ และเปรียบเทียบผลการทดลองที่ได้กับอลูมินาที่ได้รับจากบริษัท พบว่าวิธีการโซล เจลให้พื้นที่ผิวจำเจเพาะสูงกว่าวิธีอื่นประมาณร้อยละ 50 และ เมื่อมีการเติมสารโปรโมทร้อยละ 5 ลงไปนอนบนอลูมินา ทำให้พื้นที่ผิวจำเพาะลดลง ประมาณร้อยละ 7 จากนั้นตัวรองรับทุกตัวถูกเติมด้วยแพลทินัมร้อยละ 5 โดยน้ำหนัก และนำไปทดสอบความสามารถในการเร่งปฏิกิริยาการเผาไหม้ก๊าซคาร์บอนมอนอกไซด์ ผลการทดลองแสดงให้เห็นว่า ตัวรองรับทุกตัวที่ไม่มีการเติมแพลทินัมเป็นสารที่เฉื่อยต่อปฏิกิริยา แต่เมื่อมีการเติมแพลทินัมลงไปส่งผลให้สารตัวอย่างมีความสามารถในการเร่งปฏิกิริยา โดยในกรณีที่ไม่มีสารโปรโมท ตัวเร่งปฏิกิริยาคือ 5%Pt/AI2O3 อลูมินาที่ได้จากบริษัท และที่เตรียมเองโดยวิธีโซล เจล ให้ผลการเร่งปฏิกิริยาใกล้เคียงกัน เมื่อมีการเติมซีเรียออกไซด์ร้อยละ 5 ลงบนอลูมินา โดยวิธีโซล เจล ตัวเร่งปฏิกิริยา คือ 5%Pt/5%Ceo2/AI2O3 ประสิทธิภาพในการเร่งปฏิกิริยาเพิ่มขึ้นมากดังนี้ อุณหภูมิที่ทำให้ก๊าซคาร์บอนมอนอกไซด์มีปริมาณลดลงในปริมาณร้อยละ 50 ของปริมาณเริ่มต้น (T1/2) มีค่าประมาณ 145 องศาเซลเซียส ในขณะที่อุณหภูมิที่ทำให้ก๊าซคาร์บอนมอนอกไซด์มีปริมาณลดลงในปริมาณร้อยละ 50 ของปริมาณเริ่มต้น (T1/2) มีค่าประมาณ 170 องศาเซลเซียสสำหรับตัวเร่งปฏิกิริยา 5%Pt/AI2O3 เมื่อใช้วิธีอิมเพรคเนชันในการเตรียมตัวเร่งปฏิกริยา 5%Pt/5%Ceo2/AI2O3 พบว่าความสามารถในการเร่งปฏิกิริยาใกล้เคียงกับของ 5%Pt/AI2O3 จากนั้นได้ทดสอบความสามารถในการเร่งปฏิกิริยาดารเผาไหม้ก๊าซคาร์บอนมอนอกไซด์ สำหรับตัวเร่งปฏิกิริยาที่มีการเติมเหล็กออกไซด์ คือ %Pt/5%Ceo2/AI2O3 โดยที่เหล็กออกไซด์มีคุณสมบัติเดียวกับซีเรียมออกไซด์ พบว่าอุณหภูมิที่ทำให้ก๊าซคาร์บอนมอนอกไซด์มีปริมาณลดลงในปริมาณร้อยละ 50 ของปริมาณเริ่มต้น (T1/2) มีค่าประมาณ 160 องศาเซลเซียส กลไกการเกิดปฏิกิริยาเมื่อมีการเติมสารโปรโมท น่าจะมาจากออกซิเจนอะตอมภายในโครงร่างซีเรียมออกไซด์เกิดปฏิกิริยากับโมเลกุลของก๊าซคาร์บอนมอนอกไซด์ ที่ดูดซับบนแพลทินัมในตำแหน่งที่ติดกับซีเรียมออกไซด์ ส่งผลให้เลขออกซิเดชันของซีเรียมเปลี่ยนแปลง