ออกซิเดชันแบบเลือกสรรของคาร์บอนมอนอกไซด์ในกระแสไฮโดรเจนเข้มข้นบนตัวเร่งปฏิกิริยา Cu-Mn-Al

Abstract

พลังงานไฮโดรเจนได้รับการคาดหมายเป็นแหล่งพลังงานใหม่ในอนาคต ปฏิกิริยาเปลี่ยนรูปด้วยไอน้ำเป็นกระบวนการหลักในการผลิตแก๊สไฮโดรเจนในปัจจุบัน แต่ผลิตภัณฑ์ที่ได้จากกระบวนการนี้ยังมีแก๊สคาร์บอนมอนออกไซด์เจือปนอยู่มาก ดังนั้นปฏิกิริยาออกซิเดชันแบบเลือกสรรเป็นปฏิกิริยาที่สำคัญในการลดความเข้มข้นของแก๊สคาร์บอนมอนออกไซด์ในกระแสไฮโดรเจนเข้มข้น งานวิจัยนี้ได้ศึกษาปัจจัยที่ส่งผลต่อความสามารถในการเกิดปฏิกิริยาของตัวรองรับซีเรีย ซึ่งเป็นตัวรองรับให้กับตัวเร่งปฏิกิริยาทองแดงออกไซด์ จากนั้นนำไปวิเคราะห์ด้วยเทคนิค FE-SEM, XRD, N2 physisorption และ H2-TPR พบว่าตัวรองรับซีเรียที่สังเคราะห์ด้วยสารละลายโซเดียมไฮดรอกไซด์ 15 โมลาร์ ผ่านการเผาที่อุณหภูมิ 400 องศาเซลเซียส ให้ลักษณะสัณฐานแบบแท่งนาโน (nanorods) ส่งผลให้อนุภาคของทองแดงออกไซด์มีการกระจายตัวดีที่สุด จากนั้นนำไปศึกษาความสามารถในการเกิดปฏิกิริยาโดยรายงานในรูปของค่าการเปลี่ยนของแก๊สคาร์บอนมอนออกไซด์และค่าการเลือกสรรของแก๊สออกซิเจน เมื่อเคลือบฝังทองแดงออกไซด์ร้อยละ 20 โดยน้ำหนัก บนตัวรองรับซีเรีย แสดงความสามารถในการเกิดปฏิกิริยาสูงกว่าชนิดอื่น โดยมีค่าการเปลี่ยนของแก๊สคาร์บอนมอนออกไซด์และค่าการเลือกสรรของแก๊สออกซิเจนร้อยละ 96.2 และ 43.6 ที่อุณหภูมิ 180 องศาเซลเซียส ตามลำดับ การเติมตัวสนับสนุนอะลูมิเนียมออกไซด์ร้อยละ 1 โดยน้ำหนัก ส่งผลให้อันตรกิริยาระหว่างอนุภาคทองแดงออกไซด์และพื้นผิวของตัวรองรับเพิ่มขึ้นอย่างชัดเจน โดยมีค่าการเปลี่ยนของแก๊สคาร์บอนมอนออกไซด์และค่าการเลือกสรรของแก๊สออกซิเจนที่ร้อยละ 100 และ 68.8 ที่อุณหภูมิ 200 องศาเซลเซียส นอกจากนี้การมีแก๊สคาร์บอนไดออกไซด์และน้ำในระบบส่งผลให้ตัวเร่งปฏิกิริยามีความสามารถในการเกิดปฏิกิริยาลดลง