การปรับสภาพตัวเร่งปฏิกิริยา MoO3/TiO2 ด้วยกรดกำมะถันเพื่อใช้ในการกำจัดไนตริกออกไซด์ร่วมกับโทลูอีน

Abstract

งานวิจัยนี้ศึกษาความเป็นไปได้ในการใช้ตัวเร่งปฏิกิริยาโมลิบดินัมออกไซด์บนตัวรองรับไทเทเนีย (MoO3/TiO2) ในการกำจัดไนตริกออกไซด์ ร่วมกับโทลูอีนที่มีอยู่ร่วมกันในแก๊สปล่อยทิ้ง โดยตัวรองรับไทเทเนีย P25 ได้รับการปรับสภาพด้วยสารละลายกรดกำมะถันเข้มข้น 0, 0.2 และ 0.5 โมลต่อลิตร ก่อนนำมาใช้เตรียมตัวเร่งปฏิกิริยาด้วยวิธีเคลือบฝังแบบเปียก ทำการวิเคราะห์คุณลักษณะของตัวเร่งปฏิกิริยาโดยใช้เทคนิคต่างๆ ประกอบด้วย การวัดพื้นที่ผิวของตัวเร่งปฏิกิริยาด้วยเทคนิค Nitrogen Physisorption การวัดปริมาณโลหะออกไซด์ด้วยเทคนิค Inductively coupled plasma-optical emission spectroscopy (ICP-OES) การศึกษาความเป็นผลึกของตัวเร่งปฏิกิริยาด้วยเทคนิค X-ray diffraction (XRD) การวัดความเป็นกรดของตัวเร่งปฏิกิริยาด้วยเทคนิค Pyridine adsorption เเละ NH3 Temperature Programmed Desorption (NH3-TPD) การทดสอบประสิทธิภาพของตัวเร่งปฏิกิริยา แบ่งออกเป็น 3 ระบบ ได้เเก่ ระบบการกำจัดไนตริกออกไซด์ โดยใช้ปฏิกิริยารีดักชันแบบเจาะจงด้วยแอมโมเนีย ระบบการกำจัดโทลูอีนโดยใช้ปฏิกิริยาออกซิไดซ์ และระบบการกำจัดไนตริกออกไซด์ ร่วมกับโทลูอีน (ปฏิกิริยารวม) โดยทำการทดลองในช่วงอุณหภูมิ 120-450°C ในเครื่องปฏิกรณ์ชนิดเบดนิ่ง สำหรับการกำจัดก๊าซไนตริกออกไซด์ พบว่าในปฏิกิริยารีดักชันแบบเจาะจงและปฏิกิริยารวม ตัวเร่งปฏิกิริยา MoO3/TiO2 ที่ผ่านการปรับสภาพด้วยกรดกำมะถันเข้มข้น 0.2 M เป็นตัวเร่งปฏิกิริยาที่ให้ค่า %NO conversion สูงที่สุด ส่วนปฏิกิริยาการออกซิไดซ์โทลูอีนนั้นพบว่า ตัวเร่งปฏิกิริยา MoO3/TiO2 ที่ผ่านการปรับสภาพด้วยกรดกำมะถันเข้มข้น 0.5 M มีค่า %Toluene conversion สูงที่สุด และยังสามารถเพิ่มปริมาณการเกิด CO2 ได้มากขึ้น สำหรับระบบปฏิกิริยารวม พบว่าการมีโทลูอีนทำให้การกำจัดไนตริกออกไซด์ทำได้ดีขึ้นที่อุณหภูมิสูงเมื่อเปรียบเทียบกับระบบการกำจัดไนตริกออกไซด์ที่ปราศจากโทลูอีน นอกจากนี้ยังมีการตรวจพบสารเบนโซไนไตรล์ที่เกิดจากปฏิกิริยาแอมมอกซิเดชันของโทลูอีน ในช่วงอุณหภูมิ 250-450°C