Please use this identifier to cite or link to this item: https://cuir.car.chula.ac.th/handle/123456789/71950
Title: Cu ion-exchanged copper aluminosilicate catalysts for nitric oxide removal under excess oxygen atmosphere
Other Titles: ตัวเร่งปฏิกิริยาทองแดงอะลูมิเนียมซิลิเกตที่มีการแลกเปลี่ยน ไอออนทองแดงสำหรับการกำจัดแก๊สไนตริกออกไซด์ภายใต้บรรยากาศที่มีออกซิเจนมากเกินพอ
Authors: Woraratana Pattaraprakorn
Advisors: Piyasan Praserthdam
Suphot Phatanasri
Other author: Chulalongkorn University. Graduate School
Advisor's Email: Piyasan.P@Chula.ac.th
Suphot.P@Chula.ac.th
Subjects: Copper catalysts
Nitric oxide
ตัวเร่งปฏิกิริยาทองแดง
ไนตริกออกไซด์
Issue Date: 1996
Publisher: Chulalongkorn University
Abstract: The selective catalytic reduction of NO by propane in the presence of excess oxygen atmosphere was studies with Cu,Al-silicate and Cu ion-exchanges Cu,Al-silicate (Cu/Cu,Al-silicate) catalysts. The reaction was carried out in a 0.6 cm quartz tube reactor. A gas mixture containing NO (1000 ppm), C₃H₈(3000 ppm), O₂ (10 vol.%), and He balance was fed at flow rate of 50 cc/min (GHSV~4000 h-1). The catalytic activity of the catalysts was tested at the temperature range from 150-600 ℃. It was found that the activity of Cu, Al-silicate depended on the amount of copper content and form of cation (Na, NH₄ or H-form) on Cu,Al-silicate. Futhermore, it was found that Cu in Cu,Al-silicate, which Cu was in crystals, revealed high light-off temperature, but broad temperature window, which was one of the important factor for NO reduction. Thus, to apply this catalyst at lower light-off temperature, copper ion-exchanged was conducted on Cu,Al-silicate. Experimental results showed that, the resulting catalyst, Cu/Cu,Al-silicate had higher activity; however, several times of Cu ion-exchanged decreased activity, which was due to the formation of microcluster of CuxOy on surface of the catalyst and these oxides blocked active sites for the reaction. Catalytic activity testing showed that Cu/Na-Cu,Al-silicate showed high activity close to Cu/Na-ZSM-5. The light-off temperature of CU/Na-CU,Al-silicate and Cu/Na-ZSM-5 were 228 ℃ and 225 ℃, respectively. However, Cu/Na-Cu,Al-silicate revealed wider temperature window for No conversion than that of Cu/Na-ZSM-5. Therefore, Cu/Na-Cu,Al-silicate was a potential catalyst for NO removal under oxidizing condition. The activities of both catalysts, Cu/Na-Cu,Al-silicate and Cu/Na-ZSM-5, with 300 ppm SO₂ were declined almost at the same rate. The declining was ascribed to the change of oxidation state of cooper by adsorbed SO₂ or the competitive adsorption of SO₂ and NO on adsorption sites. Coated Cu/Na-Cu,Al-silicate on monolith demonstrated higher activity than the pelleted catalyst when the same amount of Cu/Na-Cu,Al-silicate was used. The light-off temperatures of the coated catalyst and the pelleted catalyst were 312 ℃, and 380 ℃, respectively. In addition, changing ratio of Cu/Na-Cu,Al-silicate to Al₂O₃ from 50 : 50 to 70 : 30 slightly affected the activity of NO removal.
Other Abstract: งานวิจัยนี้ศึกษาปฏิกิริยารีดักชันแบบเลือกเกิดของแก๊สไนตริกออกไซด์ด้วยแก๊สโพรเพนภายใต้บรรยากาศที่มีออกซิเจนมากเกินพอบนตัวเร่งปฏิกิริยาทองแดงอะลูมิเนียมซิลิเกต (Cu,Al-silicate catalyst) และตัวเร่งปฏิกิริยาทองแดงอะลูมิเนียมซิลิเกตที่มีการแลกเปลี่ยนไออนทองแดง (Cu,Al-silicate catalyst) แก๊สผสมที่ใช้ทดสอบ ได้แก่ ไนตริกออกไซด์ โพรเพน ออกซิเจน และฮีเลียม อัตราการไหล 50 ลูกบาศ์เซนติเมตรต่อนาที อุณหภูมิตั้งแต่ 150-600 ˚ซ พบว่าความว่องไวของตัวเร่งปฏิกิริยาทองแดงอะลูมิเนียมซิลิเกตขึ้นกับปริมาณทองแดงและชนิดของไอออนบวก เช่น โซเดียม แอมโมเนียม หรือไฮโดรเจนที่มีอยู่บนตัวเร่งปฏิกิริยา และยังพบว่าโลหะทองแดงที่อยู่ในโครงสร้างทำให้ตัวเร่งปฏิกิริยามีความว่องไวลดลงแต่ช่วยเพิ่มช่วงอุณหภูมิในการเปลี่ยนแก๊สไนตริกออกไซด์ การแลกเปลี่ยนไอออนทองแดงบนตัวเร่งปฏิกิริยาทองแดงอะลูมิเนียมซิลิเกตจะทำให้ตัวเร่งปฏิกิริยามีความว่องไวมากขึ้น แต่เมื่อมีการแลกเปลี่ยนไอออนทองแดงหลายครั้งจะทำให้ความว่องไวลดลงซึ่งอาจเกิดจากการรวมตัวกันเป็นชั้นๆ (microcluster) ของสารประกอบออกไซด์ของทองแดงบนผิวของตัวเร่งปฏิกิริยาทำให้ไปปิดกั้นพื้นที่ผิวที่ว่องไวต่อปฏิกิริยา เมื่อเปรียบเทียบความว่องไวของตัวเร่งปฏิกิริยาซีโอไลต์ชนิด ZSM-5 ที่มีการแลกเปลี่ยนไอออนทองแดง (Cu/ZSM-5) กับตัวเร่งปฏิกิริยาทองแดงอะลูมิเนียมซิลิเกตที่มีการแลกเปลี่ยนไอออนทองแดง พบว่าความว่องไวของตัวเร่งปฏิกิริยาทั้งสองใกล้เคียงกัน โดยอุณหภูมิที่มีค่าการเปลี่ยนแก๊สไนตริกออกไซด์ 50 เปอร์เซ็นต์ เป็น 225 ˚ซ และ 228 ˚ซ ตามลำดับ แต่ตัวเร่งปฏิกิริยาทองแดงอะลูมิเนียมซิลิเกตที่มีการแลกเปลี่ยนไอออนทองแดงจะมีช่วงอุณหภูมิในการเปลี่ยนแก๊สไนตริกออกไซด์กว้างกว่า ดังนั้นตัวเร่งปฏิกิริยาตัวนี้เป็นตัวเร่งปฏิกิริยาที่เหมาะสมในการกำจัดแก๊สไนตริกออกไซด์ในสภาวะออกซิไดซ์ เมื่อมีแก๊ส ซัลเฟอร์ไดออกไซด์ปริมาณ 300 ส่วนในล้านส่วนพบว่าความว่องไวของตัวเร่งปฏิกิริยาทั้งสองลดลงใกล้เคียงกัน อาจเกิดจากแก๊สซัลเฟอร์ไดออกไซด์ที่ถูกดูดซับบนผิวของตัวเร่งปฏิกิริยาทำให้เลขออกซิเดชันของทองแดงเปลี่ยนไป ตัวเร่งปฏิกิริยาจึงมีความว่องไวลดลง จากนั้นนำตัวเร่งปฏิกิริยาทองแดงอะลูมิเนียมซิลิเกตที่มีการแลกเปลี่ยนไอออนทองแดงไปเคลือบบนวัสดุที่มีโครงสร้างแบบรังผึ้งหรือโมโนลิธ โดยมีน้ำหนักทองแดงอะลูมิเนียมซิลิเกตที่มีการแลกเปลี่ยนไอออนทองแดงเท่ากัน พบว่าตัวเร่งปฏิกิริยาที่เคลือบบนโมโนลิธมีความว่องไวสูงกว่าตัวเร่งปฏิกิริยาที่อัดเม็ด และเมื่อมีการเปลี่ยนอัตราส่วนของทองแดงอะลูมิเนียมซิลิเกตที่มีการแลกเปลี่ยนไอออนทองแดงกับอะลูมินาที่ใช้สำหรับช่วยเคลือบบนวัสดุที่มีโครงสร้างแบบรังผึ้ง จาก 50 : 50 ไปเป็น 70 : 30 จะมีผลต่อความว่องไวของปฏิกิริยาเพียงเล็กน้อย
Description: Thesis (M.Eng.)--Chulalongkorn University, 1996
Degree Name: Master of Engineering
Degree Level: Master's Degree
Degree Discipline: Chemical Engineering
URI: http://cuir.car.chula.ac.th/handle/123456789/71950
ISBN: 9746345087
Type: Thesis
Appears in Collections:Grad - Theses

Files in This Item:
File Description SizeFormat 
Woraratana_pa_front_p.pdfหน้าปก และ บทคัดย่อ14.35 MBAdobe PDFView/Open
Woraratana_pa_ch1_p.pdfบทที่ 13.51 MBAdobe PDFView/Open
Woraratana_pa_ch2_p.pdfบทที่ 27.41 MBAdobe PDFView/Open
Woraratana_pa_ch3_p.pdfบทที่ 332.22 MBAdobe PDFView/Open
Woraratana_pa_ch4_p.pdfบทที่ 413.35 MBAdobe PDFView/Open
Woraratana_pa_ch5_p.pdfบทที่ 539.91 MBAdobe PDFView/Open
Woraratana_pa_ch6_p.pdfบรรณานุกรม และภาคผนวก2.41 MBAdobe PDFView/Open
Woraratana_pa_back_p.pdf12.8 MBAdobe PDFView/Open


Items in DSpace are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.