มีเทนเนชันของคาร์บอนไดออกไซด์โดยใช้ตัวเร่งปฏิกิริยาฐานนิกเกิลบนตัวรองรับอะลูมินาเตรียมโดยแม่แบบไคโตซาน

Abstract

ปฏิกิริยามีเทนเนชันของคาร์บอนไดออกไซด์เป็นหนึ่งวิธีการเปลี่ยนแก๊สคาร์บอนไดออกไซด์ไปเป็นแก๊สมีเทนภายใต้ภาวะบรรยากาศ แต่ข้อจำกัดด้านการเลือกเกิดมีเทนที่อุณหภูมิต่ำจึงได้พัฒนาตัวเร่งปฏิกิริยาให้มีประสิทธิภาพยิ่งขึ้น งานวิจัยนี้ใช้ไคโตซานเพื่อเป็นแม่แบบสำหรับการสังเคราะห์ตัวรองรับอะลูมินาด้วยวิธีโซล-เจลซึ่งจะเป็นตัวรองรับให้แก่ตัวเร่งปฏิกิริยานิกเกิล และวิเคราะห์คุณลักษณะเฉพาะของตัวเร่งปฏิกิริยาด้วยเทคนิค XRD, TGA, N2 physisorption, CHN analysis, H2-TPR และ NH3-TPD พบว่าตัวเร่งปฏิกิริยาที่เตรียมได้มีพื้นที่ผิวจำเพาะสูงและมีความสามารถการถูกรีดิวซ์ที่อุณหภูมิต่ำ จากนั้นศึกษาความสามารถการเกิดปฏิกิริยาโดยรายงานผลในรูปของร้อยละการเปลี่ยนคาร์บอนไดออกไซด์และร้อยละการเลือกเกิดมีเทน เมื่อโหลดนิกเกิลที่ร้อยละ 10 โดยน้ำหนัก บนตัวรองรับอะลูมินาที่เตรียมในสารละลายทั้งสองที่ความเข้มข้น 7 โมลาร์ พบว่าการเตรียมในสารละลายแอมโมเนียมไฮดรอกไซด์มีความว่องไวต่อการเกิดปฏิกิริยามากกว่า เมื่อเปลี่ยนระดับการโหลดนิกเกิลจากร้อยละ 0 ถึง 14 โดยน้ำหนัก บนตัวรองรับอะลูมินาที่เตรียมในสารละลายแอมโมเนียมไฮดรอกไซด์ความเข้มข้น 7 โมลาร์ พบว่าตัวเร่งปฏิกิริยานิกเกิลที่ร้อยละ 10 โดยน้ำหนัก แสดงความสามารถการเกิดปฏิกิริยาสูงกว่าชนิดอื่น โดยให้ร้อยละการเปลี่ยนคาร์บอนไดออกไซด์และร้อยละการเลือกเกิดมีเทน 69.5 และ 97.4 อุณหภูมิ 350 องศาเซลเซียส ตามลำดับ ผลการเตรียมตัวรองรับอะลูมินาในสารละลายแอมโมเนียมไฮดรอกไซด์ที่ความเข้มข้น 3 5 และ 7 โมลาร์ เมื่อโหลดนิกเกิลที่ร้อยละ 10 โดยน้ำหนัก การเตรียมที่ 3 โมลาร์ แสดงความสามารถการเกิดปฏิกิริยาสูงกว่าเนื่องจากมีพื้นที่จำเพาะสูงกว่า การเติมตัวสนับสนุนซีเรียมออกไซด์ร้อยละ 10 โดยน้ำหนักช่วยกระตุ้นให้ค่าการเปลี่ยนคาร์บอนไดออกไซด์และค่าการเลือกเกิดมีเทนเพิ่มขึ้นเป็นร้อยละ 86.7 และ 99.5 ที่อุณหภูมิ 325 องศาเซลเซียส ตามลำดับ โดยมีเสถียรภาพตลอดช่วงการทดลอง 24 ชั่วโมง