การเพิ่มความว่องไวในการทำปฏิกิริยารีดักชันแบบเลือกเกิดและการเผาไหม้โทลูอีนของตัวเร่งปฏิกิริยา V2O5/TiO2 ด้วยการปรับสภาพด้วยกรดกำมะถัน

Abstract

งานวิจัยนี้ศึกษาความเป็นไปได้ในการกำจัดไนโตรเจนออกไซด์ (NO) ร่วมกับโทลูอีนที่มีอยู่ร่วมกันในแก๊สปล่อยทิ้งด้วยตัวเร่งปฏิกิริยาวานาเดียมออกไซด์บนตัวรองรับไทเทเนีย (V2O5/TiO2) ที่เตรียมด้วยวิธีการเคลือบฝังแบบเปียก ตัวรองรับ TiO2 ได้รับการปรับสภาพด้วยสารละลายกรดกำมะถันเข้มข้น 0, 0.2 และ 0.5 M ก่อนนำมาเตรียมตัวเร่งปฏิกิริยา ทำการวิเคราะห์คุณลักษณะตัวเร่งปฏิกิริยาด้วยเทคนิค Inductively coupled plasma-optical emission spectroscopy (ICP-OES), Nitrogen Physisorption, X-ray diffraction (XRD), pyridine adsorption เเละ NH3 Temperature Programmed Desorption (NH3-TPD) ทำการทดสอบประสิทธิภาพของตัวเร่งปฏิกิริยาใน 3 ระบบ ได้เเก่ ระบบการกำจัดไนโตรเจนมอนอกไซด์ (ปฏิกิริยาการรีดักชันแบบเจาะจง), ระบบการกำจัดโทลูอีน (ปฏิกิริยาโทลูอีนออกซิเดชัน) เเละระบบการกำจัดรวม (ปฏิกิริยาการรีดักชันแบบเจาะจงพร้อมกับปฏิกิริยาโทลูอีนออกซิเดชัน) ในช่วงอุณหภูมิทำปฏิกิริยา 120-450°C สำหรับระบบปฏิกิริยาการรีดักชันแบบเจาะจงพบว่า ตัวเร่งปฏิกิริยา V2O5/TiO2 ที่ผ่านการปรับสภาพด้วยกรดกำมะถันเข้มข้น 0.2 M มีประสิทธิภาพสูงสุดในการกำจัดไนโตรเจนมอนอกไซด์ในช่วงอุณหภูมิ 250-300°C ในขณะที่ตัวเร่งปฏิกิริยา V2O5/TiO2 ที่ผ่านการปรับสภาพด้วยกรดกำมะถันเข้มข้น 0.5 M มีประสิทธิภาพสูงสุดในระบบปฏิกิริยาโทลูอีนออกซิเดชัน สำหรับระบบการกำจัดรวมพบว่าที่อุณหภูมิสูงตัวเร่งปฏิกิริยาจะมีความสามารถในการกำจัดไนโตรเจนมอนอกไซด์ได้ดีขึ้นเมื่อมีโทลูอีน ร่วมอยู่ด้วยเมื่อเทียบกับระบบปฏิกิริยาเดี่ยว นอกจากนี้ยังตรวจพบสารเบนโซไนไตรล์ที่เกิดจากปฏิกิริยาแอมมอกซิเดชันที่เป็นปฏิกิริยาข้างเคียงในปริมาณเล็กน้อย