ออกซิเดชันแบบเลือกเกิดของคาร์บอนมอนอกไซด์ในกระแสไฮโดรเจนเข้มข้นบนตัวเร่งปฏิกิริยา CuO/CeO₂

Abstract

งานวิจัยนี้ทำการศึกษาการเกิดปฏิกิริยาออกซิเดชันแบบเลือกเกิดของแก๊สคาร์บอนมอนอกไซด์ในกระแสไฮโดรเจนเข้มข้นบนตัวเร่งปฏิกิริยาทองแดงออกไซด์บนตัวรองรับซีเรียที่เตรียมโดยวิธีเคลือบฝัง ในช่วงอุณหภูมิ 50 ถึง 210 องศาเซลเซียส โดยศึกษาผลของตัวรองรับ 2 ชนิด ได้แก่ ซีเรียเกรดการค้าและซีเรียสังเคราะห์จากวิธีการสลายตัวทางความร้อน พบว่าตัวเร่งปฏิกิริยาทองแดงออกไซด์บนตัวรองรับซีเรียสังเคราะห์ให้ค่าร้อยละการเปลี่ยนแปลงแก๊สคาร์บอนมอนอกไซด์สูงกว่าประมาณ 25 ที่อุณหภูมิ 190 องศาเซลเซียส นอกจากนี้ยังศึกษาผลของวิธีการเตรียมตัวเร่งปฏิกิริยาแบบต่างๆ ได้แก่ วิธีเคลือบฝัง วิธีการตกตะกอนแบบพอกพูน วิธีการตกตะกอนแบบพอกพูนภายใต้แสงยูวี และวิธีการตกตะกอนแบบพอกพูนคีเลทติ้งภายใต้แสงยูวี พบว่าตัวเร่งปฏิกิริยาทองแดงออกไซด์บนซีเรียสังเคราะห์ซึ่งเตรียมโดยวิธีการตกตะกอนแบบพอกพูน จะให้ค่าความว่องไวสูงกว่าตัวเร่งปฏิกิริยาที่เตรียมโดยวิธีอื่น ๆ โดยแสดงค่าร้อยละการเปลี่ยนแปลงแก๊สคาร์บอนมอนอไซด์เท่ากับ 99 และค่าร้อยละการเลือกเกิดปฏิกิริยาเท่ากับ 44 ที่อุณหภูมิ 170 องศาเซลเซียส เมื่อเปรียบเทียบความว่องไวระหว่างตัวเร่งปฏิกิริยาทองแดงออกไซด์บนตัวรองรับซีเรียสังเคราะห์ที่มีการเติมโปรโมเตอร์แลนทานัมและสังกะสี พบว่าการเติมสังกะสีเป็นโปรโมเตอร์สามารถเกิดปฏิกิริยาได้ดีกว่าการเติมแลนทานัม ตัวเร่งปฏิกิริยา 1%Cu[subscript 0.8]Zn[subscript 0.2]O/CeO₂ มีความว่องไวในการเกิดปฏิกิริยาออกซิเดชันสูงกว่า 1%CuO/CeO₂ โดยมีค่าร้อยละการเปลี่ยนแปลงแก๊สคาร์บอนมอนอกไซด์เท่ากับ 99 และมีค่าการเลือกเกิดปฏิกิริยาเท่ากับ 71 ที่อุณหภูมิ 170 องศาเซลเซียส เมื่อทำการเพิ่มค่าน้ำหนักของทองแดงออกไซด์-สังกะสีออกไซด์ พบว่าอุณหภูมิ ณ จุดว่องไวสูงสุดลดลง 20 องศาเซลเซียสสำหรับร้อยละ 5 โดยน้ำหนัก แต่ความว่องไวจะลดลงสำหรับร้อยละ 10 โดยน้ำหนัก เนื่องจากเกิดการรวมตัวเป็นก้อนทองแดงและการเติม 15%CO₂ 10%H₂O หรือ 15%CO₂+10%H₂O ในกระแสป้อนส่งผลในเชิงลบต่อความว่องไวสำหรับการเกิดปฏิกิริยาออกซิเดชันของแก๊สคาร์บอนมอนอกไซด์ทั้งสิ้น