Please use this identifier to cite or link to this item: http://cuir.car.chula.ac.th/handle/123456789/45365
Title: SELECTIVE HYDROGENATION OF ACETYLENE ON Pd/TiO2 CATALYSTS PREPARED BY ELECTROLESS DEPOSITION METHOD
Other Titles: ปฏิกิริยาไฮโดรจิเนชันแบบเลือกเกิดของอะเซทิลีนบนตัวเร่งปฏิกิริยาแพลเลเดียมบนไทเทเนียมไดออกไซด์ที่เตรียมด้วยวิธีการพอกพูนโดยไม่ใช้ไฟฟ้า
Authors: Sumonrat Riyapan
Advisors: Joongjai Panpranot
Yuttanant Boonyongmaneerat
Other author: Chulalongkorn University. Faculty of Engineering
Advisor's Email: Joongjai.P@Chula.ac.th
Yuttanant.B@Chula.ac.th
Subjects: Hydrogenation
Electroless plating
Palladium catalysts
Titanium dioxide
ไฮโดรจีเนชัน
การชุบเคลือบผิวโดยไม่ใช้ไฟฟ้า
ตัวเร่งปฏิกิริยาแพลเลเดียม
ไทเทเนียมไดออกไซด์
Issue Date: 2014
Publisher: Chulalongkorn University
Abstract: In the present work, support Pd catalysts are commonly used in industry to remove trace amount of acetylene from ethylene feed in the production of polyethylene. Anatase nanocrystalline TiO2 samples were synthesized by a sol-gel method and subjected to thermal treatment under N2, H2, O2, and air atmospheres at 350°C employed as supports for preparation of 1%Pd/TiO2 catalysts. The catalysts were characterized by X-ray diffraction (XRD), BET surface areas, electron spin resonance (ESR), and X-ray photoelectron spectroscopy (XPS). The surface Ti3+ defects significantly increased when treated under H2 and N2, comparing to air and O2 with no changes in the crystallite size, specific surface area, and pore structure. Two different preparation methods including electroless deposition (ED) and incipient wetness impregnation (I) were used to prepare 1%Pd/TiO2 catalysts. The 1%Pd catalyst supported on the TiO2 calcined under H2 prepared by ED exhibited the best catalytic performances in the selective hydrogenation of acetylene corresponding to their high Pd dispersion on the TiO2 support. In addition, Ag-Pd/TiO2 having incremental surface coverages of Ag prepared by ED. An increased selectivity of ethylene and higher turnover frequencies for acetylene conversion were observed at high Ag coverages. The adsorption of acetylene on Pd sites as strongly adsorbed ethylidyne on large Pd ensembles led to ethane formation whereas adsorbed π-bonded species on small Pd ensembles favored the formation of ethylene. Kinetics study of Ag-Pd/TiO2 catalysts reveals that the apparent activation energy for the selective hydrogenation of acetylene Ag decreased from 12.08 ± 0.1 kcal/mol to 7.74±0.2 kcal/mol with increasing Ag coverage.
Other Abstract: ตัวเร่งปฏิกิริยาแพลเลเดียมบนตัวรองรับใช้ทั่วไปในอุตสาหกรรมในการกำจัดอะเซทิลีนปริมาณเล็กน้อยออกจากสายป้อนเอทิลีนในกระบวนการผลิตพอลิเอทิลีน วิทยานิพนธ์นี้ศึกษาลักษณะพื้นผิวของไทเทเนียมไดออกไซด์ที่มีขนาดอนุภาคในระดับนาโนเมตร ที่เตรียมด้วยวิธีโซลเจลและแคลไซน์ในบรรยากาศที่แตกต่างกันคือไนโตรเจน ไฮโดรเจน ออกซิเจน และอากาศ ที่อุณหภูมิ 350 องศาเซลเซียสและนำไปเป็นตัวรองรับในการเตรียมตัวเร่งปฏิกิริยา 1%โดยน้ำหนัก Pd/TiO2 วิเคราะห์คุณลักษณะของตัวเร่งปฏิกิริยาด้วยเทคนิคต่างๆได้แก่การเลี้ยวเบนของรังสีเอกซ์ การหาพื้นที่ผิวด้วยเทคนิคบีอีที อิเล็กตรอนสปินเรโซแนนซ์ เอ็กซเรย์โฟโต้อิเล็กตรอนสเปคโตรสโกปี พบว่าไทเทเนียมไดออกไซด์มีความบกพร่องบนพื้นผิว (Ti3+) สูงเมื่อแคลไซน์ในบรรยากาศของไฮโดรเจนและไนโตรเจน โดยไม่มีความแตกต่างของขนาดผลึก พื้นผิวของไทเทเนียมไดออกไซด์และโครงสร้างของรูพรุน จากนั้นเตรียมตัวเร่งปฏิกิยาแพลเลเดียมบนตัวรองรับไทเทเนียมไดออกไซด์ด้วยวิธีที่แตกต่างกัน 2 วิธี ได้แก่ วิธีพอกพูนโดยไม่ใช้ไฟฟ้าและวิธีการเคลือบฝัง ตัวเร่งปฏิกิริยาแพลเลเดียมบนตัวรองรับไทเทเนียมไดออกไซด์ที่แคลไซน์ในบรรยากาศของไฮโดรเจนและเตรียมด้วยวิธีพอกพูนโดยไม่ใช้ไฟฟ้าแสดงประสิทธิภาพสูงสุด สำหรับปฏิกิริยาไฮโดรจิเนชันของอะเซทิลีน สอดคล้องกับการกระจายตัวของแพลเลเดียมบนพื้นผิวของตัวรองรับสูง นอกจากนี้ได้ทำการศึกษาตัวเร่งปฏิกิริยา Ag-Pd/TiO2 ที่มีปริมาณซิลเวอร์ปกคลุมบนพื้นผิวโลหะแพลเลเดียมต่างๆโดยการเตรียมแบบพอกพูนโดยไม่ใช้ไฟฟ้า พบว่าการดูดซับอะเซทิลีนบนผิวแพลเลเดียมที่มีการปกคลุมของซิลเวอร์น้อยชอบที่จะดูดซับเอทิลลิดีนมากกว่าจึงนำไปสู่การเกิดอีเทน ส่วนแพลเลเดียมที่มีการปกคลุมของซิลเวอร์มากจะดูดซับแบบไพบอนด์ซึ่งนำไปสู่การเลือกเกิดของเอทิลีน การจากศึกษาจลศาสตร์ของตัวเร่งปฏิกิริยาแพลเลเดียม-ซิลเวอร์บนตัวรองรับไทเทเนียมไดออกไซด์พบว่าพลังงานกระตุ้นสำหรับปฏิกริยานี้จะลดลงจาก 12.08 ± 0.1 kcal/mol เป็น 7.74±0.2 kcal/mol เมื่อมีปริมาณซิลเวอร์เพิ่มมากขึ้น
Description: Thesis (D.Eng.)--Chulalongkorn University, 2014
Degree Name: Doctor of Engineering
Degree Level: Doctoral Degree
Degree Discipline: Chemical Engineering
URI: http://cuir.car.chula.ac.th/handle/123456789/45365
URI: http://doi.org/10.14457/CU.the.2014.133
metadata.dc.identifier.DOI: 10.14457/CU.the.2014.133
Type: Thesis
Appears in Collections:Eng - Theses

Files in This Item:
File Description SizeFormat 
5271834321.pdf4.72 MBAdobe PDFView/Open


Items in DSpace are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.