การตรวจสอบพฤติกรรมการเกิดปฎิกิริยารีดักชันและเลขออกซิเดชันของตัวเร่งปฎิกิริยาคอปเปอร์เซอร์โคเนียมออกไซด์ที่ปรับปรุงโดยแคลเซียมออกไซด์

Investigation of reduction behavior and oxidation number of zirconium oxide supported copper catalysts modified by calcium oxide

Name: กฤษฎา ผ่องแผ้ว

keyword: คอปเปอร์เซอร์โคเนียมออกไซด์

; แคลเซียมออกไซด์

; ออกซิเดชัน

; เคลือบฝังแบบเปียก

; ปฏิกิริยารีดักชันออกซิไดซ์

; อุณหภูมิที่โปรแกรม

; ดูดกลืนรังสีเอกซ์ระยะใกล้

Abstract: การวิจัยนี้ทำการศึกษาพฤติกรรมการเกิดปฏิกิริยารีดักชันและเลขออกซิเดชันของตัวเร่ง ปฏิกิริยาคอปเปอร์เซอร์โคเนียมออกไซด์ที่ปรับปรุงโดยแคลเซียมออกไซด์ตัวเร่งปฏิกิริยาที่นำมา ศึกษาในงานวิจัยนี้มี4 ชนิด ได้แก่ Cu/CaO, Cu/ZrO2, Cu/ZrO2_CaO_IM และ Cu/ZrO2_CaO_MI นำมาศึกษาพฤติกรรมการเกิดปฏิกิริยารีดักชันผ่านวิธีการทดสอบ 4 แบบ คือ แบบ 1) และแบบ 2) ทดสอบการสลายตัวของน้ำหนักด้วยเครื่องวิเคราะห์ทางความร้อน (Thermal gravimetric analysis, TGA) ภายใต้บรรยากาศแก๊สไนโตรเจนและแก๊สไฮโดรเจนผสมแก๊สไนโตรเจนจากถังแก๊สผสม และจากเครื่องผสมแก๊สจากภายนอก พบว่า ตัวเร่งปฏิกิริยา Cu/CaO มีความสามารถในการ เกิดปฏิกิริยารีดักชันมากที่สุดคือ 338% และ 336% ตามลำดับ เช่นเดียวกับแบบ 3) Cu/CaO (117%) ทดลองโดยใช้วิธีการ Hydrogen temperature programmed reduction (H2 -TPR) โดยใช้เครื่อง Micromeritics chemiSorb 2750 ซึ่งเป็นวิธีการที่นิยมใช้ทดสอบตัวเร่งปฏิกิริยาการทดลองในแบบ 4) ใช้เทคนิค in-situ X-ray Adsorption near edge structure (XANES) เพื่อวิเคราะห์หาเลข ออกซิเดชันของคอปเปอร์ชนิดต่าง ๆ (Cu0 , Cu+1, Cu+2) ของตัวเร่งปฏิกิริยาเมื่อผ่านกระบวนการ รีดักชันและสามารถคำนวณหาความสามารถในการถูกรีดิวซ์ดังต่อไปนี้ Cu/ZrO2_CaO_MI (100%) > Cu/ZrO2 _CaO_IM (77%) > Cu/CaO (69%) > Cu/ZrO2 (51%) ตามลeดับ สeหรับค่า ความสามารถในการถูกรีดิวซ์มีค่ามากกว่า 100% อาจเนื่องมาจากการสลายตัวของสารประกอบ Ca(OH)2 ในตัวเร่งปฏิกิริยาเพิ่มขึ้นในบรรยากาศของแก๊สผสมในการทดสอบแบบ 1) และ 2) หรือ ตัวเร่งปฏิกิริยาอาจมีการดูดซับแก๊สไฮโดรเจนบนพื้นที่ในกระบวนการรีดักชัน จึงทำให้ปริมาณ ไฮโดรเจนที่ใช้ในการเกิดปฏิกิริยาเพิ่มจากปฏิกิริยาที่แทจ้ริงในการทดสอบแบบ 3 นอกจากนี้ยัง พบว่าการใช้ความเข้มข้นของไฮโดรเจนที่แตกต่างกันจะมีผลต่อการเกิดอุณหูมิรีดักชันที่แตกต่างกัน เมื่อใช้ความเข้มข้นต้ำพบว่า อุณหภูมิรีดักชันสูงกว่าหรือในทางกลับกัน

Abstract: This research investigated the reduction behavior and the oxidation number of copper zirconium oxide modified by calcium oxide. All catalysts were calcined at 650 o C. The catalysts were namely Cu/ZrO2 , Cu/CaO, Cu/ZrO2 _CaO_IM and Cu/ZrO2 _CaO_MI. Investigation of hydrogen temperature programmed reduction was carried out via four comparative methods i.e. Method 1) and 2) weight decomposition by Thermal gravimetric analysis (TGA) under absolutely mixing gas 5%H2 /N2 and under 5%H2 /N2 gas mixture arising from in-house mixing lines repectively. The Cu/CaO catalyst gave the highest percentage of reducibility at 338% via Method 1) and 336% via Method 2). Method 3) was carried out by Micromeritics chemisorb 2750 machine to obtain H2 Temperature Programmed Reduction profiles which gave Cu/CaO (117%) which is the highest percentage of reducibility. The results via Method 4) employed X-ray adsorption near edge structure (XANES) to investigate the oxidation number of copper species i.e. Cu0 , Cu1+ and Cu2+ occurring under hydrogen temperature programmed reduction. Method 4) was the most reliable method which directly measured copper species via XANES and the reducibility were reasonable as Cu/ZrO2 _CaO_MI (100%)> Cu/ZrO2 _CaO_IM (77%)> Cu/CaO (69%)> Cu/ZrO2 (51%). The resulting reducibility obtained via Method 1), 2) and 3) was more than a hundred possibly due to the over decomposition of Ca(OH)2 weight occurring under gas mixture in Method 1) and 2) or chemical adsorption of hydrogen on the reduced catalyst surface that can cause the higher amount of hydrogen consumption in Method 3). Hydrogen concentration in H2 temperature programmed reduction apparently effected on the reduction temperature. The lower hydrogen concentration can cause the higher reduction temperature or vice versa.

มหาวิทยาลัยบูรพา. สำนักหอสมุด

Address: ชลบุรี

Email: buulibrary@buu.ac.th

Name: สร้อยพัทธา สร้อยสุวรรณ

Role: อาจารย์ที่ปรึกษาหลัก

Created: 2559

Modified: 2565-07-26

Issued: 2559-08-29

วิทยานิพนธ์/Thesis

application/pdf

tha

DegreeName: วิศวกรรมศาสตรมหาบัณฑิต

Level: ปริญญาโท

Descipline: วิศวกรรมเคมีและสิ่งแวดล้อม

Grantor: มหาวิทยาลัยบูรพา

©copyrights มหาวิทยาลัยบูรพา

ลำดับที่.	ชื่อแฟ้มข้อมูล	ขนาดแฟ้มข้อมูล	จำนวนเข้าถึง	วัน-เวลาเข้าถึงล่าสุด
1	54921322.pdf	1.59 MB

ใช้เวลา

0.027786 วินาที