การกำจัดไนโตรเจนมอนอกไซด์พร้อมโทลูอีนบนตัวเร่งปฏิกิริยา MoO3/TiO2 ที่ได้รับการเสริมด้วย MgO

Abstract

งานวิจัยนี้ทำการศึกษาปฏิกิริยารีดักชันแบบเจาะจงของแก๊สไนโตรเจนมอนอกไซด์ร่วมกับปฏิกิริยาโทลูอีนออกซิเดชันเพื่อใช้ในการกำจัดแก๊สไนโตรเจนมอนอกไซด์ร่วมกับโทลูอีนบนตัวเร่งปฏิกิริยา MoO3/TiO2 ซึ่งในงานวิจัยก่อนหน้านี้พบว่าเมื่อเกิดปฏิกิริยารีดักชันแบบเจาะจงร่วมกับปฏิกิริยาโทลูอีนออกซิเดชัน พบปัญหาการเลือกเกิดเป็นแก๊สคาร์บอนไดออกไซด์ที่ต่ำ ดังนั้นในงานวิจัยนี้จึงมีแนวคิดที่จะมีการเสริมตัวเร่งปฏิกิริยา MoO3/TiO2 ด้วยแมกนีเซียมออกไซด์ (MgO) เพื่อช่วยให้กรดเบนโซอิก (Benzoic acid) ที่เป็นสารมัธยันต์ที่เกิดขึ้นในปฏิกิริยาโทลูอีนออกซิเดชันสามารถถูกดูดซับบนตัวเร่งปฏิกิริยาได้มากขึ้นเพื่อที่จะสามารถสลายตัวไปเป็นแก๊สคาร์บอนไดออกไซด์ได้มากขึ้น โดยงานวิจัยนี้ทำการเตรียมตัวเร่งปฏิกิริยา MoO3/TiO2 และ MoO3/TiO2 ที่ได้รับการเสริมด้วย MgO ด้วยวิธีเคลือบฝังแบบเปียก (Wet impregnation) นำตัวเร่งปฏิกิริยาที่เตรียมได้ไปตรวจวิเคราะห์คุณลักษณะด้วยเทคนิค XRD, ICP, Nitrogen physisorption และ Pyridine adsorption หลังจากนั้นนำไปทดสอบความสามารถในการทำปฏิกิริยาของตัวเร่งปฏิกิริยาในระบบการทำปฏิกิริยา 3 ระบบได้แก่ ปฏิกิริยารีดักชันแบบเจาะจง ปฏิกิริยาโทลูอีนออกซิเดชัน และปฏิกิริยารีดักชันแบบเจาะจงร่วมกับปฏิกิริยาโทลูอีนออกซิเดชัน โดยทดสอบปฏิกิริยาตั้งแต่อุณหภูมิ 120 ถึง 450°C จากผลการทดลองพบว่าสำหรับตัวเร่งปฏิกิริยา MoO3/TiO2 ที่มีปริมาณ MoO3 11 wt% ปริมาณ MgO ที่เหมาะสมมีปริมาณประมาณ 0.30-0.60 wt% ถ้ามีการเติมเบสมากเกินไปจะทำลายตำแหน่งที่เป็นกรดที่เป็นตำแหน่งความว่องไวในการออกซิไดซ์โทลูอีน นอกจากนี้ยังพบว่าตัวเร่งปฏิกิริยาที่ได้รับการเสริมด้วย MgO ทำให้เกิดเบนโซไนไทรล์เพิ่มขึ้นเล็กน้อยที่อุณหภูมิสูงขึ้น