Effects of pretreatment with oxygen and oxygen-containing compounds on the catalytic behaviour of Pd-Ag catalyst for the selective hydrogenation of acetylene

Bongkot Ngamsom

dc.contributor.advisor	Piyasan Praserthdam
dc.contributor.advisor	Trimm, David
dc.contributor.advisor	Bogdanchikova, Nina
dc.contributor.author	Bongkot Ngamsom
dc.contributor.other	Chulalongkorn University. Faculty of Engineering
dc.date.accessioned	2006-08-03T09:06:16Z
dc.date.available	2006-08-03T09:06:16Z
dc.date.issued	2002
dc.identifier.isbn	9741720599
dc.identifier.uri	http://cuir.car.chula.ac.th/handle/123456789/1432
dc.description	Thesis (D.Eng.)--Chulalongkorn University, 2002	en
dc.description.abstract	Effects of pretreatment with oxygen and oxygen-containing compounds (NO, N[subscript 2]O, CO and CO[subscript 2]) on Pd-Ag catalysts for the selective hydrogenation of acetylene have been studied. Enhancement of the catalyst activity for C[subscript 2]H[subscript 2] removal has been found after pretreatment. However, only pretreatment with N[subscript 2]O and NO have revealed the improved ethylene gain. Catalysts have been characterised either on the bulk or surface aspects by various techniques, i.e., XRD, TEM, CO-adsorption, TPR, TPD, TPO, XPS and FT-IR. XRD and TEM suggest bulk phase of Pd-Ag alloy with diameter ca. 6.7 nm after reduction. Modification in the reducibility and hydrogen sorption properties of palladium was influenced by the presence of Ag. Surface analysis by XPS has confirmed the existence of surface Pd-Ag alloy with Ag enrichment after reduction. Pretreatment results in dilution of surface Ag enrichment, indicating from the smallerPd:Ag ratio (Palladium fraction becomes slightly increased 3-13.6%). Significant shift of the Ag 3d binding energy is revealed after NO and N[subscript 2]O pretreatment. The surface after reaction shows no state change of either Pd or Ag compared to those measured prior to reaction, therefore surface modification occurs after pretreatment and is retained after reaction for 8 h. No carbonaceous deposits is formed after 8 h on stream from TPO measurement and XPS. Infrared spectroscopy of NO and N[subscript 2]O treated samples shows the linear complex Pd-NO, nitrate and nitrite species on Ag-Al[subscript 2]O[subscript 3]. C[subscript 2]H[subscript 2] adsorption displays ethylidyne species which is sufficiently decreased by N[subscript 2]O pretreatment. Pretreatment with NO and N[subscript 2]O results in blockage of Pd sites responsible for direct ethane formation via ethylidyne species, ethylene gain is thus increased as a consequence. On the other hand, pretreatment with O[subscritp 2], CO or CO[subscript 2]increases dispersion of Pd on the support, which increases C[subscript 2]H[subscript 2] hydrogenation activity	en
dc.description.abstractalternative	ทำการศึกษาผลของการปรับสภาพด้วยออกซิเจนและสารประกอบของออกซิเจน (ไนตริกออกไซด์ ไนตรัสออกไซด์ คาร์บอนมอนอกไซด์ และ คาร์บอนไดออกไซด์) ต่อตัวเร่งปฏิกิริยาแพลเลเดียม-ซิลเวอร์สำหรับปฏิกิริยาไฮโดรจิเนชั่นแบบเลือกเกิดของอะเซทิลีน พบว่า ความว่องไวของตัวเร่งปฏิกิริยาในการกำจัดอะเซทิลีนเพิ่มขึ้นหลังจากการปรับสภาพ อย่างไรก็ตาม มีเพียงการปรับสภาพด้วยไนตรัสออกไซด์และไนตริกออกไซด์เท่านั้นที่ทำให้เอทิลีนเพิ่มขึ้น ทำการพิสูจน์เอกลักษณ์ของตัวเร่งปฏิกิริยาในแง่มุมของทั้งกลุ่มและบนพื้นผิวโดยเทคนิคต่างๆ นั่นคือ การกระเจิงรังสีเอกซ์ การส่งผ่านด้วยกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอน การดูดซับด้วยคาร์บอนมอนอกไซด์ การรีดักชันแบบโปรแกรมอุณหภูมิ การหลุดออกแบบโปรแกรมอุณหภูมิ การออกซิเดชั่นแบบโปรแกรมอุณหภูมิ เอ็กซ์-เรย์ โฟโตอิเล็กตรอน สเปกโทรสโกปี และฟูริเออร์ทรานสฟอร์ม อินฟราเรดสเปกโทรสโกปี การกระเจิงรังสีเอ็กซ์และการส่องผ่านด้วยกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแสดงให้เห็นว่า เฟสทั้งกลุ่มของโลหะผสมแพลเลเดียม-ซิลเวอร์มีเส้นผ่านศูนย์กลางประมาณ 6.7 นาโนเมตร หลังจากการรีดักชัน ซิลเวอร์ทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงคุณสมบัติในเชิงความสามารถในการรีดักชันและการดูดซับไฮโดรเจนของแพลเลเดียม การวิเคราะห์พื้นผิวด้วยเอ็กซ์-เรย์โฟโตอิเล็กตรอนสเปกโทรสโกปียืนยันถึงการมีอยู่ของโลหะผสมแพลเลเดียม-ซิลเวอร์ในสัดส่วนที่มีซิลเวอร์มากหลังจากการรีดักชัน การปรับสภาพทำให้สัดส่วนของซิลเวอร์บนพื้นผิวน้อยลง เห็นได้จากสัดส่วนของแพลเลเดียมต่อซิลเวอร์ที่น้อยลง (ส่วนของแพลเลเดียมเพิ่มขึ้นเล็กน้อย ประมาณ 3-3.6 เปอร์เซ็นต์) มีการเลื่อนของพลังงานยึดเหนี่ยวของซิลเวอร์หลังการปรับสภาพด้วยไนตริกออกไซดืและไนตรัสออกไซด์ พื้นผิวหลังปฏิกิริยาไม่มีการเปลี่ยนแปลงสภาวะทั้งของแพลเลเดียมและซิลเวอร์เมื่อเทียบกับสภาวะที่ทำการวัดก่อนการทำปฏิกิริยา ดังนั้นการเปลี่ยนแปลงพื้นผิวจึงเกิดขึ้นหลังการปรับสภาพและคงอยู่หลังจากการทำปฏิกิริยาเป็นเวลา 8 ชั่วโมง ไม่เกิดการเกาะของคาร์บอนหลังจาก 8 ชั่วโมงของการทำปฏิกิริยาจากการวัดด้วยการออกซิเดชันแบบโปรแกรมอุณหภูมิและเอ็กซ์-เรย์โฟโตอิเล็กตรอน สเปกโทรสโกปีของตัวอย่างที่ผ่านการปรับสภาพด้วยไนตริกออกไซด์และไนตรัสออกไซด์แสดงให้เห็นสารประกอบเชิงซ้อนแบบเชิงเส้นของแพลเลเดียมไนโตรเจนออกซิเจนสปีชีส์ไนเตรทและไนไตรท์บนซิลเวอร์บนตัวรองรับอะลูมินา การดูดซับอะเซทิลีนแสดงสปีชีส์เอทิลิไดน์ซึ่งลดลงอย่างมาก เมื่อทำการปรับสภาพด้วยไนตรัสออกไซด์ การปรับสภาพด้วยไนตริกออกไซด์และไนตรัสออกไซด์ทำให้เกิดการกีดกันไซท์แพลเลเดียมที่ทำให้เกิดอีเทนโดยตตรงผ่านสปีชีส์เอทิลิไดน์ ดังนั้นเอทิลีนจึงเพิ่มขึ้นมา ในอีกแง่หนึ่ง การปรับสภาพด้วยออกซิเจน คาร์บอนมอนอกไซด์ หรือ คาร์บอนไดออกไซด์ ทำให้การกระจายตัวของแพลเลเดียมบนตัวรองรับเพิ่มขึ้น ซึ่งจะเพิ่มความว่องไวในปฏิกิริยาไฮโดรจิเนชันของอะเซทิลีนด้วย
dc.format.extent	4579088 bytes
dc.format.mimetype	application/pdf
dc.language.iso	en	en
dc.publisher	Chulalongkorn University	en
dc.rights	Chulalongkorn University	en
dc.subject	Oxygen	en
dc.subject	Acetylene	en
dc.subject	Hydrogenation	en
dc.subject	Catalysts	en
dc.subject	Palladium	en
dc.title	Effects of pretreatment with oxygen and oxygen-containing compounds on the catalytic behaviour of Pd-Ag catalyst for the selective hydrogenation of acetylene	en
dc.title.alternative	ผลของการปรับสภาพด้วยออกซิเจนและสารประกอบของออกซิเจนต่อพฤติกรรมของตัวเร่งปฏิกิริยาแพลเลเดียม-ซิลเวอร์สำหรับปฏิกิริยาไฮโดรจิเนชันแบบเลือกเกิดของอะเซทิลีน	en
dc.type	Thesis	en
dc.degree.name	Doctor of Engineering	en
dc.degree.level	Doctoral Degree	en
dc.degree.discipline	Chemical Engineering	en
dc.degree.grantor	Chulalongkorn University	en
dc.email.advisor	Piyasan.P@chula.ac.th