Please use this identifier to cite or link to this item: https://cuir.car.chula.ac.th/handle/123456789/4311
Title: Selective hydrogenation of acetylene on palladium catalysts supported on titanium dioxide consisting of various rutile
Other Titles: ปฏิกิริยาไฮโดรจิเนชันแบบเลือกเกิดของอะเซทิลีนบนตัวเร่งปฏิกิริยาแพลเลเดียมบนตัวรองรับไททาเนียมไดออกไซด์ที่มีอัตราส่วนรูไทล์และอนาเทส ต่างๆ
Authors: Kanyaluck Kontapakdee
Advisors: Joongjai Panpranot
Other author: Chulalongkorn University. Faculty of Engineering
Advisor's Email: fchjpp@eng.chula.ac.th
Subjects: Palladium catalysts
Titanium dioxide
Acetylene
Issue Date: 2005
Publisher: Chulalongkorn University
Abstract: Effect of titania consisting of various phase compositions on Pd and Pd-Ag catalysts for selective acetylene hydrogenation has been studied. Increasing amount of %rutile phase in the TiO[subscript 2] resulted in a decrease in BET surface areas, lower amount of Ti[superscript 3+] sites, and lower Pd dispersion. Acetylene conversion was found to be merely dependent on Pd dispersion while ethylene selectivity appeared to be strongly affected by the presence of Ti[superscript 3+] in the TiO[subscript 2] samples. When TiO[subscript 2] samples with 0-44% rutile were used, high ethylene selectivities were obtained whereas ethylene losses occurred for those supported on TiO[subscript 2] with rutile phase 85 or 100%. XPS and ESR experiments revealed that significant amount of Ti[superscript 3+] existed in the TiO[subscript 2] samples composed of 0-44% rutile. The presence of Ti[superscript 3+] in contact with Pd can probably lower adsorption strength of ethylene resulting in an ethylene gain. Among all the catalysts used in this study, the results for Pd/TiO[subscript 2]-R44 suggest an optimum anatase/rutile composition of the TiO[subscript 2] used to obtain high selectivity of ethylene in selective acetylene hydrogenation. In addition, pure anatase titania has been prepared by solvothermal and sol-gel methods and employed as supports for Pd and Pd-Ag catalysts. BET surface area of the solvothermal TiO[subscript 2] was less than that of sol-gel TiO[subscript 2], However, due probably to the different synthesis routes, the amount of Ti[superscript 3+] sites on the TiO[subscript 2] prepared by solvothermal method were higher than the one prepared by sol-gel method. It was found that acetylene conversion and ethylene selectivity of Pd catalyst supported on solvothermal TiO[subscript 2] with higher Ti[superscript 3+] sites were lower than those of sol-gel TiO[subscript 2] supported one. Acetylene conversion and ethylene selectivity of Pd-Ag catalyst were found to belower than that of single metal Pd catalyst supported on TiO[subscript 2] containing Ti[superscript 3+]. However, the presence of Ag improved significantly ethylene selectivity ofthe catalysts without Ti[superscript 3+] presented. In conclusion, this study reveal both Ti[superscript 3+] and the strong-metal support interaction (SMSI) presented in Pd and Pd-Ag supported on TiO[subscript 2] significantly affect the catalyst performance in selective hydrogenation of acetylene
Other Abstract: ทำการศึกษาผลกระทบของไททาเนียมไดออกไซด์ที่มีอัตราส่วนรูไทล์และอนาเทสต่างๆ ต่อการนำไปใช้เป็นตัวรองรับของตัวเร่งปฏิกิริยาแพลเลเดียมและแพลเลเดียม-ซิลเวอร์ สำหรับปฏิกิริยาไฮโดรจิเนชันแบบเลือกเกิดของอะเซทิลีน ไททาเนียมไดออกไซด์ ที่มีเปอร์เซ็นต์รูไทล์มากจะ มีพื้นที่ผิว ปริมาณ Ti[superscript 3+] และการกระจายตัวของแพลเลเดียมบนตัวรองรับลดลง เมื่อใช้ไททาเนียมไดออกไซด์ที่มี Ti[superscript 3+] เป็นตัวรองรับรองตัวเร่งปฏิกิริยาแพลเลเดียม (0-44%รูไทล์) ในปฏิกิริยาไฮโดรจิเนชันแบบเลือกเกิดอะเซทิลีน พบว่าความว่องไวและ การเลือกเกิดของเอทิลีนมีค่าสูง ในขณะที่การใช้ตัวรองรับของตัวเร่งปฏิกิริยาแพลเลเดียมที่มีปริมาณรูไทล์ 85-100% ความว่องไวและการเลือกเกิดของเอทิลีนมีค่าต่ำ การวิเคราะห์พื้นผิวด้วยด้วยวิธีอิเล็คตรอน สปิน เรโซแนนซ์ (ESR) และเอ็กซ์-เรย์ โฟโตอิเล็กตรอน สเปกโทรสโกปี (XPS) ยืนยันถึงการมี Ti[superscript 3+] บนไททาเนียมไดออกไซด์ที่มี0-44% รูไทล์ ทั้งนี้ Ti[superscript 3+] ที่สัมผัสกับแพลเลเดียมอาจทำให้เกิดการดูดซับของเอทิลีนต่ำลง ส่งผลให้การเลือกเกิดเป็นเอทิลีนสูงขึ้น โดยที่ตัวเร่งปฏิกิริยาแพลเลเดียมบนตัวรองรับที่มี 44%รูไทล์ ให้ค่าการเลือกเกิดของเอทิลีนสูงสุด นอกจากนี้ได้ทำการสังเคราะห์ไททาเนียมไดออกไซด์เฟสอนาเทสด้วยวิธีโซลโวเทอร์มอล และวิธีโซล-เจล นำมาใช้เป็นตัวรองรับโลหะแพลเลเดียมและ แพลเลเดียม-ซิลเวอร์ พื้นที่ผิวของไททาเนียมไดออกไซด์ที่เตรียมด้วยวิธีโซลโวเทอร์มอล น้อยกว่าไททาเนียมไดออกไซด์ที่เตรียมด้วยวิธีโซลเจลและ มีปริมาณ Ti[superscript 3+] มากกว่า การใช้ไททาเนียมไดออกไซด์เฟสอนาเทสที่เตรียมด้วยวิธีโซลโวเทอร์มอล เป็นตัวรองรับโลหะแพลเลเดียม ในปฏิกิริยาไฮโดรจิเนชันแบบเลือกเกิดของอะเซทิลีน พบว่าความว่องไวและ การเลือกเกิดของเอทิลีนมีค่าต่ำกว่าตัวเร่งปฏิกิริยาบนตัวรองรับไททาเนียมไดออกไซด์ที่เตรียมด้วยวิธีโซลเจล เมื่อผสมโลหะซิลเวอร์บนตัวเร่งปฏิกิริยาแพลเลเดียม พบว่าความว่องไวและ การเลือกเกิดของเอทิลีนมีค่าต่ำลงกว่าตัวเร่งปฏิกิริยาแพลเลเดียมที่ไม่ผสมโลหะซิลเวอร์และมี Ti[superscript 3+] ปรากฏ อย่างไรก็ตามโลหะซิลเวอร์สามารถปรับปรุงการเลือกเกิดของเอทิลีนให้สูงขึ้นบนตัวรองรับของตัวเร่งปฏิกิริยาที่ไม่มี Ti[superscript 3+] งานวิจัยนี้สามารถสรุปได้ว่า ปริมาณ Ti[superscript 3+] และแรงกระทำระหว่างแพลเลเดียมและ ไททาเนียมไดออกไซด์ ส่งผลต่อทั้งความว่องไวและ การเลือกเกิดของตัวเร่งปฏิกิริยาแพลเลเดียมและ แพลเลเดียม-ซิลเวอร์ในปฏิกิริยาไฮโดรจิเนชันแบบเลือกเกิดอะเซทิลีน
Description: Thesis (M.Eng.)--Chulalongkorn University, 2005
Degree Name: Master of Engineering
Degree Level: Master's Degree
Degree Discipline: Chemical Engineering
URI: http://cuir.car.chula.ac.th/handle/123456789/4311
URI: http://doi.org/10.14457/CU.the.2005.1565
ISBN: 9741757409
metadata.dc.identifier.DOI: 10.14457/CU.the.2005.1565
Type: Thesis
Appears in Collections:Eng - Theses

Files in This Item:
File Description SizeFormat 
kanyaluck.pdf3.21 MBAdobe PDFView/Open


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