DSpace Repository

Production of single-walled carbon nanotubes by decomposition of carbon-containing gases over heterogeneous catalysts and their purification by using froth flotation

Show simple item record

dc.contributor.advisor Sumaeth Chavadej
dc.contributor.advisor Boonyarach Kitiyana
dc.contributor.advisor Resasco, Daniel E.
dc.contributor.author Pisan Chungchamroenkit
dc.contributor.other Chulalongkorn University. The Petroleum and Petrochemical College
dc.date.accessioned 2020-07-10T04:15:51Z
dc.date.available 2020-07-10T04:15:51Z
dc.date.issued 2007
dc.identifier.uri http://cuir.car.chula.ac.th/handle/123456789/66954
dc.description Thesis (Ph.D)--Chulalongkorn University, 2007 en_US
dc.description.abstract In this study, the effects of catalyst formulation, carbon-containing gases, type of catalyst metals, and type of catalyst supports on the synthesis of single-walled carbon nanotube (SWNT) were investigated. It was found that disproportionation of carbon monoxide (CO) over Co-Mo(1:2)/SiO2 provides a maximum selectivity towards SWNTs. However, when using the Co-Re/SiO2 catalysts with CO gas, the maximum of both yield and selectivity toward SWNTs were obtained on a Co:Re ratio of 1:4, a pre-reduction temperature of 800C, and a reaction temperature of 850C. Furthermore, the catalyst characterization suggests different growth mechanisms of SWNTs on the Co-Re/SiO2 catalyst from the Co-Mo/SiO2 catalyst. To study the pruification of the as-prepared SWNTs, carbon black was first used as a representative of SWNTs and tested for separation from SiO2 by using froth flotation. The maximum carbon black recovery of 70% with an enricvhment ratio of 3.5 was achieved with an initial surfactant concentration of 75% of the critical micelle concentration (CMC), a feed solid concentration of 0.02%w/v, an air flow rate of 200 mL/min, an initial foam height of 50 cm, and no use of an electrolyte. Subsequently, the as-prepared SWNTs were experimentally purified by the NaOH leaching and then froth flotation. From the results, the maximum carbon content of 78%, with a 71% selectivity of SWNTs, was achieved at a surfactant concentration of 75% CMC, a solid loading of 1.0 mg/mL, an air flow rate of 100 mL/min, and a foam height of 22 cm. Furthermore, based on pre- and post-treatment characterization, the physical structures of SWNTs were retained after these purification steps. en_US
dc.description.abstractalternative งานวิจัยนี้ได้ทำการศึกษาผลของชนิดของตัวเร่งปฏิกิริยา ชนิดของก๊าซที่มีคาร์บอนเป็นองค์ประกอบ ชนิดของโลหะในตัวเร่งปฏิกิริยา และชนิดของวัสดุที่ใช้เป็นตัวรองรับตัวเร่งปฏิกิริยา ต่อการสังเคราะห์คาร์บอนนาโนทิวบ์แบบผนังเดี่ยวพบว่า กระบวนการสลายตัวของก๊าซคาร์บอนมอนอกไซด์บนเตัวเร่งปฏิกิริยาโคบอลต์-โมลิบดินัม ที่มีอัตราส่วนโดยโมล 1 ต่อ 2 บน ตัวรองรับซิลิกา (Co-Mo(1:2)/SiO2) ให้ผลิตภัณฑ์ที่มีสัดส่วนของคาร์บอนนาโนทิวบ์แบบผนังเดี่ยวสูงสุด อย่างไรก็ตามเมื่อทดลอบใช้การสลายตัวของก๊าซคาร์บอนมอนอกไซด์บนตัวเร่งปฏิกิริยาโคบอลต์-รีเนียมบนตัวรองรับซิลิกา (Co-Re/SiO2) พบว่าผลิตภัณฑ์ที่ได้มีปริมาณคาร์บอนและสัดส่วนของคาร์บอนนาโนทิวบ์แบบผนังเดี่ยวสูงสุด เมื่อใช้อัตราส่วนโดยโมลของโคบอลต์ต่อรีเนียมเป็น 1 ต่อ 4 อุณหภูมิในการรีดิวซ์ที่ 800 องศาเซลเซียส อุณหภูมิในการทำปฏิกิริยาที่ 850 องศาเซียส นอกจากนี้ จากการวิเคราะห์คุณสมบัติของตัวเร่งปฏิกิริยา บ่งชี้ว่ากระบวนการเกิดของคาร์บอนนาโนทิวบ์แบบผนังเดี่ยวจากการใช้ตัวเร่งปฏิกิริยาโคบอลต์-รีเนียมบนตัวรองรับซิลิกานั้น ต่างจากการใช้ตัวเร่งปฏิกิริยาโคบอลต์-โมลิบดินัมบนตัวรองรับซิลิกา สำหรับการศึกษาทำให้ผลิตภัณฑ์ที่สังเคราะห์มีความบริสุทธิ์สูงขึ้น โดยใช้กระบวนการทำให้ลอย (Froth flotation) นั้น ได้เริ่มต้นโดยทำการแยกอนุภาคคาร์บอนแบล็คที่ผสมกับอนุภาคซิลิกา กระบวนการนี้สามารถนำอนุภาคคาร์บอนแบล็คกลับคืนมาได้ถึงร้อยละ 70 รวมถึงสัดส่วนคาร์บอนแบล็คต่อซิลิกาที่ได้เท่ากับ 3.5 เท่าของสัดส่วนคาร์บอนแบล็คต่อซิลิกาเริ่มต้น เมื่อใช้ความเข้มข้นเริ่มต้นของสารลดแรงตึงผิวของสารลดแรงตึงผิวร้อยละ 75 ของความเข้มข้นวิกฤต (CMC) ปริมาณของแข็งในสารละลายเริ่มต้นร้อยละ 0.02 โดยมวลต่อปริมาณ อัตราการไหลของอากาศ 200 มิลลิลิตรต่อนาที ความสูงเริ่มต้นสของชั้นฟอง 50 เซนติเมตร และไม่เติมอิเล็กโทรไลต์ จากนั้นได้ทำการทดลองการทำให้คาร์บอนนาโนทิวบ์แบบผนังเดี่ยวที่สังเคราะห์ได้มีความบริสุทธิ์สูงขึ้น โดยใช้การชะด้วยโซเดียมไฮดรอกไซด์ร่วมกับกระบวนการทำให้ลอย จากผลการทดลองพบว่าปริมาณคาร์บอนในผลิตภัณฑ์ที่ทำให้บริสุทธิ์สูงถึงร้อยละ 78 และสัดส่วนของคาร์บอนนาโนทิวบ์ แบบผนังเดี่ยวร้อยละ 71 ได้จากการใช้ความเข้มข้นเริ่มต้นของสารลดแรงตึงผิวร้อยละ 75 ของความเข้มข้นวิกฤต ปริมาณของอนุภาค 1.0 มิลลิกรัมต่อมิลลิลิตร อัตราการไหลของอากาศ 100 มิลลิลิตรต่อนาที ความสูงเริ่มต้นของชั้นฟอง 22 เซนติเมตร จากการวิเคราะห์สมบัติทั้งก่อนและหลังจากกระบวนการทำให้บริสุทธิ์ พบว่ากระบวนการนี้ไม่ทำให้โครงสร้างของคาร์บอนนาโนทิวบ์แบบผนังเดี่ยวได้รับความเสียหาย en_US
dc.language.iso en en_US
dc.publisher Chulalongkorn University en_US
dc.rights Chulalongkorn University en_US
dc.title Production of single-walled carbon nanotubes by decomposition of carbon-containing gases over heterogeneous catalysts and their purification by using froth flotation en_US
dc.title.alternative การสังเคราะห์คาร์บอนนาโนทิวบ์แบบผนังเดี่ยวโดยวิธีการสลายตัวของแก๊สที่มีคาร์บอนเป็นองค์ประกอบบนตัวเร่งปฏิกิริยา และการทำให้บริสุทธิ์โดยใช้กระบวนการทำให้ลอย en_US
dc.type Thesis en_US
dc.degree.name Doctor of Philosophy en_US
dc.degree.level Doctoral Degree en_US
dc.degree.discipline Petrochemical Technology en_US
dc.degree.grantor Chulalongkorn University en_US
dc.email.advisor Sumaeth.C@Chula.ac.th
dc.email.advisor Boonyarach.K@chula.ac.th
dc.email.advisor No information provided


Files in this item

This item appears in the following Collection(s)

Show simple item record