ผลของตัวรองรับต่อแกซิฟิเคชันของพลาสติกบนตัวเร่งปฏิกิริยานิกเกิล

Abstract

นิกเกิลถือว่าเป็นตัวเร่งปฏิกิริยาที่มีประสิทธิภาพในกระบวนการแกซิฟิเคชันของพลาสติก โดยเฉพาะอย่างยิ่งการเร่งปฏิกิริยารีฟอร์มิงด้วยไอน้ำ อย่างไรก็ตามตัวเร่งปฏิกิริยานิกเกิลมักประสบปัญหาการเสื่อมสภาพเนื่องจากการเกาะตัวของคาร์บอนและการหลอมรวมกันของโลหะบนตัวรองรับ โดยชนิดของตัวรองรับมีผลต่อการเสื่อมสภาพดังกล่าว ดังนั้นงานวิจัยนี้จึงศึกษาอิทธิพลของตัวรองรับต่างๆ ได้แก่ อะลูมินา (Al2O3) ซิลิกา (SiO2) และทัลค์ (Talc) ต่อแกซิฟิเคชันของพลาสติกบนตัวเร่งปฏิกิริยานิกเกิล ภายในเครื่องปฏิกรณ์เบดนิ่ง ที่อุณหภูมิ 850 องศาเซลเซียส เป็นเวลานาน 60 นาที โดยพลาสติกที่นำมาศึกษา ได้แก่ พอลิ เอทธิลีนชนิดความหนาแน่นสูง (HDPE) พอลิเอทธิลีนชนิดความหนาแน่นต่ำ (LDPE) พอลิโพรพิลีน (PP) และพอลิสไตรีน (PS) จากผลการทดลองพบว่า ตัวเร่งปฏิกิริยานิกเกิลออกไซด์บนตัวรองรับอะลูมินาสามารถผลิตแก๊สจากพอลิเอทธิลีนทั้งชนิดความหนาแน่นสูงและต่ำได้มาก ส่วนตัวเร่งปฏิกิริยานิกเกิลออกไซด์บนตัวรองรับซิลิกาเหมาะสมสำหรับผลิตแก๊สจากพอลิพรอพิลีน ในขณะที่ตัวเร่งปฏิกิริยานิกเกิลออกไซด์บนตัวรองรับทัลค์เหมาะสมกับการผลิตแก๊สจากพอลิสไตรีนมากกว่าตัวรองรับตัวอื่น คาดว่าเป็นผลจากมีขนาดของรูพรุนที่ใหญ่ที่จะทำให้โครงสร้างอะโรมาติกมีโอกาสในการเข้าทำปฏิกิริยาในรูพรุนได้มากกว่า นอกจากนี้ได้ศึกษาผลของอุณหภูมิในการแคลไซน์ พบว่าอุณหภูมิในการแคลไซน์สูงทำให้ประสิทธิภาพในการสลายตัวของพลาสติกต่ำลง เนื่องจากตัวเร่งปฏิกิริยามีพื้นที่ผิวลดลงและยังพบอีกว่า ตัวรองรับอะลูมินาและทัลค์สามารถเกิดอันตรกิริยาที่แข็งแรงกับนิกเกิลออกไซด์ ส่วน ตัวรองรับซิลิกาเกิดการจัดเรียงโครงสร้างที่มีความเป็นผลึกเพิ่มมากขึ้นจึงทำให้ความว่องไวของตัวเร่งปฏิกิริยาลดลง จากการศึกษาเสถียรภาพของตัวเร่งปฏิกิริยาโดยการใช้ตัวเร่งปฏิกิริยาซ้ำเป็นจำนวน 6 ครั้ง พบว่าปริมาณแก๊สที่ได้ลดลง เนื่องการเกิดการเสื่อมสภาพจากการหลอมรวมตัวขององค์ประกอบนิกเกิลออกไซด์