การสังเคราะห์ตัวเร่งปฏิกิริยาคอปเปอร์/ซิงก์ออกไซด์ด้วยอัลตราโซนิกสเปรย์ไพโรไลซิส

Abstract

ในงานวิจัยนี้มีแนวคิดโดยนำเทคนิคอัลตราโซนิกสเปรย์ไพโรไลซิสมาใช้ในการสังเคราะห์ตัวเร่งปฏิกิริยาคอปเปอร์/ซิงก์ออกไซด์เพื่อนำมาใช้ในการสังเคราะห์ไดเมทิลอีเทอร์ที่อุณหภูมิต่ำ (170 องศาเซลเซียส) โดยทำการสังเคราะห์ตัวเร่งปฏิกิริยาด้วยเครื่องอัลตราโซนิกที่มีความถี่ประมาณ 1.7 เมกะเฮิร์ต ซึ่งศึกษาผลของอุณหภูมิและอัตราส่วนโดยโมลของคอปเปอร์ออกไซด์ต่อซิงก์ออกไซด์ โดยทำการตรวจสอบลักษณะสัณฐานวิทยาของตัวเร่งปฏิกิริยาด้วยเทคนิค EDX, XRD, SEM, BET และ TPR พบว่าตัวเร่งปฏิกิริยาที่สังเคราะห์ได้มีลักษณะเป็นทรงกลมที่มีขนาดเล็กและใหญ่ปะปนกัน เมื่ออุณหภูมิในการสังเคราะห์เพิ่มขึ้น ขนาดอนุภาคของตัวเร่งปฏิกิริยาที่ได้มีขนาดเล็กลง พื้นที่ผิวเพิ่มขึ้น และการรีดักชันเพิ่มมากขึ้น ในส่วนกรณีที่อัตราส่วนโดยโมลของคอปเปอร์ออกไซด์ต่อซิงก์ออกไซด์เพิ่มขึ้น พบว่าขนาดอนุภาคตัวเร่งปฏิกิริยาที่สังเคราะห์ได้เพิ่มขึ้นเพียงเล็กน้อย เมื่อนำตัวเร่งปฏิกิริยามาใช้ในการสังเคราะห์ไดเมทิลอีเทอร์ที่ภาวะในการทำปฏิกิริยาคือ ความดัน 40 บาร์ อุณหภูมิ 170 องศาเซลเซียส อัตราการไหลของแก๊ส (CO/H2/Ar = 48/48/4) 40 มิลลิลิตรต่อนาที ตัวทำละลายเมทานอล 40 มิลลิลิตร และปริมาณตัวเร่งปฏิกิริยาที่อัตราส่วนตัวเร่งปฏิกิริยาคอปเปอร์/ซิงก์ออกไซด์-ซีโอไลต์ HZSM-5 เท่ากับ 2:1 โดยน้ำหนัก พบว่าตัวเร่งปฏิกิริยาที่สังเคราะห์ที่อุณหภูมิ 600 องศาเซลเซียสที่มีอัตราส่วนโดยโมลของคอปเปอร์ออกไซด์ต่อซิงก์ออกไซด์เท่ากับ 1:1 ให้ค่าร้อยละการเปลี่ยนมีค่าสูงถึงร้อยละ 17.36 และค่าการเลือกเกิดสูงถึงร้อยละ 73.2