ออกซิเดชันแบบเลือกสรรของคาร์บอนมอนอกไซด์ในกระแสไฮโดรเจนเข้มข้นบนตัวเร่งปฏิกิริยาซีเรีย (Ceria) ที่เจือด้วย Cu-Mn-Al

Abstract

งานวิจัยนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อศึกษาประสิทธิภาพของตัวเร่งปฏิกิริยาโลหะทองแดงบนตัวรองรับซีเรียและศึกษาความว่องไวของตัวเร่งปฏิกิริยาร่วมกับกับสนับสนุนที่แตกต่าง คือ แมงกานีสและอะลูมิเนียม รายงานผลในรูปของค่าการเปลี่ยนของแก๊สคาร์บอนมอนอกไซด์ และค่าการเลือกเกิดปฏิกิริยากับแก๊สออกซิเจน สำหรับปฏิกิริยาออกซิเดชันแบบเลือกเกิดของแก๊สคาร์บอนมอนอกไซด์ในกระแสไฮโดรเจนเข้มข้นภายใต้ความดันบรรยากาศ ในช่วงอุณหภูมิ 40 ถึง 200 องศาเซลเซียส เตรียมตัวเร่งปฏิกิริยาด้วยวิธีเคลือบฝังแบบเปียก โดยตัวแปรที่ทำการศึกษา ได้แก่ อุณหภูมิ ปริมาณทองแดงบนตัวเร่งปฏิกิริยา ปริมาณแมงกานีสบนตัวเร่งปฏิกิริยา และอะลูมิเนียมบนตัวเร่งปฏิกิริยา จากผลการทดลองพบว่า ประสิทธิภาพของตัวเร่งปฏิกิริยาโลหะทองแดงบนตัวรองรับซีเรียร้อยละ 20 โดยน้ำหนักดีที่สุด เนื่องจากโครงร่างผลึกขนาดเล็ก อีกทั้งมีค่าการเปลี่ยนของแก๊สคาร์บอนมอนอกไซด์ใกล้เคียงร้อยละ 97 ที่อุณหภูมิ 160 องศาเซลเซียส โดยประสิทธิภาพที่เหมาะสมจะพิจารณาจากความสมดุลระหว่างปริมาณคอปเปอร์ออกไซด์และการกระจายตัวจากการวิเคราะห์สัณฐานวิทยาด้วยเทคนิคการเลี้ยวเบนของรังสีเอกซ์ และการเกิดไฮโดรเจนรีดักชันด้วยเทคนิคการโปรแกรมอุณหภูมิเพื่อทดสอบรีดักชัน เมื่อเปรียบเทียบตัวเร่งปฏิกิริยาโลหะทองแดงบนตัวรองรับซีเรียร่วมกับตัวสนับสนุนพบว่า ตัวเร่งปฏิกิริยาที่ร่วมกับตัวสนับสนุนแมงกานีสร้อยละ 1 โดยน้ำหนักมีความว่องไวดีที่สุด ให้ค่าการเปลี่ยนของแก๊สคาร์บอนมอนอกไซด์ใกล้เคียงร้อยละ 98 ที่อุณหภูมิ 120 องศาเซลเซียส อีกทั้งการเพิ่มตัวสนับสนุนอย่างแมงกานีสทำให้เกิดการก่อตัวของพันธะระหว่าง แมงกานีสออกไซด์-คอปเปอร์ออกไซด์-ซีเรียมออกไซด์ และขนาดอนุภาคเล็กลงยืนยันด้วยเทคนิคการเลี้ยวเบนรังสีเอกซ์ ซึ่งช่วยเพิ่มความว่องไวปฏิกิริยาออกซิเดชันแบบเลือกเกิดของแก๊สคาร์บอนมอนอกไซด์ในกระแสไฮโดรเจนเข้มข้น