การปรับสภาพตัวเร่งปฏิกิริยา WO3/TiO2 ด้วยกรดกำมะถันเพื่อใช้ในการกำจัดไนตริกออกไซด์และโทลูอีนพร้อมกัน

Abstract

งานวิจัยนี้เป็นการศึกษาความเป็นไปได้ในการใช้ตัวเร่งปฏิกิริยาทังสเตนออกไซด์บนตัวรองรับไทเทเนีย (WO3/TiO2) ในการกำจัดไนตริกออกไซด์ร่วมกับโทลูอีนที่มีอยู่ร่วมกันในแก๊สปล่อยทิ้ง โดยได้ทำการปรับสภาพตัวรองรับไทเทเนียด้วยสารละลายกรดกำมะถันเข้มข้น 0, 0.2 และ 0.5 โมล/ลิตร ก่อนนำไปใช้เตรียมตัวเร่งปฏิกิริยาด้วยวิธีเคลือบฝังแบบเปียก ทำการวิเคราะห์คุณลักษณะของตัวเร่งปฏิกิริยา WO3/TiO2 ซึ่งประกอบด้วยเทคนิค Inductively Coupled Plasma-Optical Emission Spectroscopy (ICP-OES), Nitrogen Physisorption, X-ray Diffraction (XRD), NH3 Temperature Programmed Desorption (NH3-TPD) และ Pyridine Adsorption ทำการทดสอบประสิทธิภาพตัวเร่งปฏิกิริยาใน 3 ระบบ ได้แก่ การทดสอบตัวเร่งปฏิกิริยาในกระบวนการรีดิวซ์แบบเลือกเกิดด้วยตัวเร่งปฏิกิริยาที่เป็นปฏิกิริยาที่ใช้กำจัดไนตริกออกไซด์ การทดสอบตัวเร่งปฏิกิริยาด้วยปฏิกิริยาโทลูอีนออกซิเดชันที่เป็นปฏิกิริยาที่ใช้ในการกำจัดโทลูอีน และการทดสอบตัวเร่งปฏิกิริยาด้วยปฏิกิริยาโทลูอีนออกซิเดชันร่วมกับการทดสอบตัวเร่งปฏิกิริยาในกระบวนการรีดิวซ์แบบเลือกเกิดด้วยตัวเร่งปฏิกิริยาที่เป็นปฏิกิริยาที่ใช้ในการกำจัดโทลูอีนและไนตริกออกไซด์พร้อมกัน (ปฏิกิริยารวม) การทดสอบกระทำในช่วงอุณหภูมิ 120 - 450 °C สำหรับการกำจัดไนตริกออกไซด์ในกระบวนการรีดิวซ์แบบเลือกเกิดด้วยตัวเร่งปฏิกิริยาพบว่า ตัวเร่งปฏิกิริยา WO3/TiO2 ที่ผ่านการปรับสภาพด้วยกรดกำมะถันเข้มข้น 0.2 โมล/ลิตร มีประสิทธิภาพสูงสุดในการกำจัดไนตริกออกไซด์ ส่วนปฏิกิริยาโทลูอีนออกซิเดชันพบว่า ตัวเร่งปฏิกิริยา WO3/TiO2 ที่ผ่านและไม่ผ่านการปรับสภาพด้วยกรดกำมะถัน จะมีประสิทธิภาพในการกำจัดจัดโทลูอีนได้ใกล้เคียงกัน แต่ตัวเร่งปฏิกิริยา WO3/TiO2 ที่ผ่านการปรับสภาพด้วยกรดกำมะถันเข้มข้น 0.5 โมล/ลิตร สามารถเพิ่มปริมาณการเกิดคาร์บอนไดออกไซด์ได้มากขึ้น สำหรับปฏิกิริยารวม พบว่าที่อุณหภูมิสูง ตัวเร่งปฏิกิริยาจะมีความสามารถในการกำจัดไนตริกออกไซด์ได้ดีขึ้นเมื่อมีโทลูอีนอยู่ในระบบ เมื่อเทียบกับปฏิกิริยาในกระบวนการรีดิวซ์แบบเลือกเกิดด้วยตัวเร่งปฏิกิริยาที่ปราศจากโทลูอีน