Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

ออกซิเดชันแบบเลือกสรรของคาร์บอนมอนอกไซด์ในกระแสไฮโดรเจนเข้มข้นบนตัวเร่งปฏิกิริยาออกไซด์เชิงประกอบทองแดง–ซีเรีย

Other Title (Parallel Title in Other Language of ETD)

Selective co oxidation in H₂-rich stream over Cu-Ce composite oxide catalyst

Year (A.D.)

2011

Document Type

Thesis

First Advisor

ณัฐธยาน์ พงศ์สถาบดี

Second Advisor

อาภาณี เหลืองนฤมิตชัย

Faculty/College

Faculty of Science (คณะวิทยาศาสตร์)

Degree Name

วิทยาศาสตรมหาบัณฑิต

Degree Level

ปริญญาโท

Degree Discipline

เคมีเทคนิค

DOI

10.58837/CHULA.THE.2011.883

Abstract

งานวิจัยนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อศึกษาความว่องไวของตัวเร่งปฏิกิริยาออกไซด์เชิงประกอบทองแดง-ซีเรียที่เตรียมโดยวิธีการตกตะกอนร่วมสำหรับปฏิกิริยาออกซิเดชันแบบเลือกสรรของคาร์บอนมอนอกไซด์ในกระแสไฮโดรเจนเข้มข้น ตัวแปรที่ใช้ในการศึกษาคือค่าความเป็นกรด-เบสและอุณหภูมิขณะเตรียมตัวเร่งปฏิกิริยา คุณลักษณะของตัวเร่งปฏิกิริยาวิเคราะห์ด้วยเทคนิค XRD BET TEM TPR และ FT-IR ผลการทดลองพบว่าการตกตะกอนที่ค่าความเป็นกรด-เบสเท่ากับ 12 และอุณหภูมิขณะเตรียมตัวเร่งปฏิกิริยา เท่ากับ 80 องศาเซลเซียสทำให้ตัวเร่งปฏิกิริยามีขนาดอนุภาคเล็ก (7.6 นาโนเมตร) พื้นที่ผิวจำเพาะของตัวเร่งปฏิกิริยาสูง (158.1ตารางเมตรต่อกรัม) มีการกระจายตัวของอนุภาคทองแดงออกไซด์ดี และมีค่าการเปลี่ยนของแก๊สคาร์บอนมอนอกไซด์เท่ากับร้อยละ 99.5 ที่ 150 องศาเซลเซียส เมื่อเติมแมงกานีสหรือโคบอลต์ลงในตัวเร่งปฏิกิริยา 5%Cu-Ce-O พบว่าที่อัตราส่วนทองแดงต่อแมงกานีสและทองแดงต่อโคบอลต์ที่อัตราส่วน 5 ต่อ 1 มีความว่องไวในการเกิดปฏิกิริยาสูงกว่าตัวเร่งปฏิกิริยาชนิดอื่น โดยตัวเร่งปฏิกิริยา 5%(5:1)Cu-Mn-Ce-O และ 5%(5:1)Cu-Co-Ce-O มีค่าการเปลี่ยนของแก๊สคาร์บอนมอนอกไซด์สมบูรณ์ และค่าการเลือกเกิดปฏิกิริยากับแก๊สคาร์บอนมอนอกไซด์เท่ากับร้อยละ 51 และ 57 ที่ช่วงอุณหภูมิ 150-170 องศาเซลเซียสและที่อุณหภูมิ 150 องศาเซลเซียส ตามลำดับ เมื่อมีการเติมน้ำร้อยละ 10 คาร์บอนไดออกไซด์ร้อยละ 15 และทั้งน้ำและคาร์บอนไดออกไซด์ ทำให้ความว่องไวของตัวเร่งปฏิกิริยาลดลง เมื่อนำตัวเร่งปฏิกิริยาที่ใช้งานแล้วไปกระตุ้นโดยการเผาภายใต้บรรยากาศออกซิเจนที่อุณหภูมิ 110 และ 300 องศาเซลเซียส พบว่าตัวเร่งปฏิกิริยามีความว่องไวเพิ่มขึ้นใกล้เคียงกับตัวเร่งปฏิกิริยาที่ไม่ผ่านการใช้งาน จากผลการทดสอบความเสถียรของตัวเร่งปฏิกิริยา 5%(5:1)Cu-Mn-Ce-O พบว่าตัวเร่งปฏิกิริยามีความเสถียรตลอดการทดสอบต่อเนื่องเป็นเวลา 1440 นาที ที่อุณหภูมิ 150 องศาเซลเซียส

Other Abstract (Other language abstract of ETD)

The aim of this research was to investigate the catalytic properties of Cu-Ce composite oxide catalyst prepared by co-precipitation method for selective CO oxidation in H2-rich stream. The effect of pH condition and temperature during co-precipitating on catalytic performance were studied. The catalysts were characterized by XRD BET TEM TPR and FT-IR techniques. The experimental results showed that the 5%Cu-Ce-O catalysts prepared at pH 12 and at temperature of 80ºC expresses smaller particle (7.6 nm) with higher surface areas (158.1 m²/g), well-dispersed CuO species and highest activity with CO conversion of 99.5% at 150ºC. Complete CO conversion with selectivity of 51 % at 150-170ºC and 57% at 150ºC were achieved when promoting 5%Cu-Ce-O catalysts by adding Mn and Co at Cu to Mn ratio of 5:1 and at Cu to Co ratio of 5:1, respectively. When adding 10% H₂O, 15%CO₂, and 10% H₂O-15%CO₂ in feed stream, the activities of 5%(5:1)Cu-Mn-Ce-O catalysts were then decreased. The regenerated catalyst showed the catalytic activities as same as that of the fresh catalyst. The stability of 5%(5:1)Cu-Mn-Ce-O catalysts was test for 1440 minutes at 150ºC.

Link to Full Text

Share

COinS