สมรรถนะเชิงเร่งปฏิกิริยาของทอง-คอปเปอร์ออกไซด์/ซีเรียสำหรับออกซิเดชันแบบเลือกเกิดของคาร์บอนมอนอกไซด์ในกระแสไฮโดรเจนเข้มข้น

Catalytic performance of Au-CuO/CeO₂ for preferential co oxidation in H₂-rich stream

Name: กวิศ ตั้งพูลสินธนา

ThaSH: คาร์บอนมอนอกไซด์

ThaSH: ตัวเร่งปฏิกิริยาโลหะ

ThaSH: เซลล์เชื้อเพลิง

Abstract: วัตถุประสงค์ของงานวิจัยนี้เพื่อศึกษาความว่องไวและการเลือกเกิดปฏิกิริยาออกซิเดชันของแก๊สคาร์บอนมอนอกไซด์บนตัวเร่งปฏิกิริยาชนิดโลหะผสมโกล – คอปเปอร์ออกไซด์ บนตัวรองรับซีเรียที่เตรียมด้วยวิธีการตกตะกอนและพอกพูนบนตัวรองรับ เพื่อกำจัดแก๊สคาร์บอนมอนอกไซด์ในกระแสแก๊สไฮโดรเจนเข้มข้นให้เหลือน้อยกว่า 100 ส่วนในล้านส่วน คุณลักษณะของตัวเร่งปฏิกิริยาที่ใช้ในงานวิจัยถูกวิเคราะห์ด้วยเทคนิค XRD SEM TEM BET TPR และ FT-IR จากผลการทดลองพบว่า ในช่วงอุณหภูมิ 70 ถึง 90 องศาเซลเซียส ตัวเร่งปฏิกิริยา AuCuO/CeO₂ มีประสิทธิภาพสูงกว่าตัวเร่งปฏิกิริยา Au/CeO₂ และ CuO/CeO₂ นอกจากนี้ยังพบว่าชนิดของเบสที่ใช้ในการตกตะกอนของตัวเร่งปฏิกิริยามีผลต่อร้อยละการเลือกเกิดปฏิกิริยาออกซิเดชันของคาร์บอนมอนอกไซด์ โดยตัวเร่งปฏิกิริยา AuCuO/CeO₂ ที่เตรียมโดยใช้ Na₂CO₃ เป็นสารที่ช่วยในการตกตะกอนให้ค่าร้อยละการเลือกเกิดปฏิกิริยาออกซิเดชันของคาร์บอนมอนอกไซด์สูงกว่าตัวเร่งปฏิกิริยาที่เตรียมโดย NaOH และ NH4OH ตามลำดับ จากการทดลองยังพบว่าเมื่อใช้ตัวเร่งปฏิกิริยา 0.5%(1:1)AuCuO/CeO₂ ซึ่งมีพื้นที่ผิวสัมผัสสูงกว่าตัวเร่งปฏิกิริยาอื่นๆ โดยมีค่าเท่ากับ 74 ตารางเมตรต่อกรัม ให้ค่าร้อยละการเปลี่ยนแปลงแก๊สคาร์บอนมอนอกไซด์เท่ากับร้อยละ 100 และให้ค่าร้อยละการเลือกเกิดปฏิกิริยาออกซิเดชันของคาร์บอนมอนอกไซด์เท่ากับร้อยละ 62 ที่อุณหภูมิ 70 องศาเซลเซียส หากทำการเติม H₂O CO₂ และทำการเติมร่วม H₂O กับ CO₂ ลงในกระแสแก๊สไฮโดรเจน พบว่าร้อยละการเปลี่ยนแปลงของแก๊สคาร์บอนมอนอกไซด์บนตัวเร่งปฏิกิริยา 0.5%(1:1)AuCuO/CeO₂ ลดลงเป็นร้อยละ 99 80 และ 90 ที่อุณหภูมิ 70 องศาเซลเซียส ตามลำดับ เมื่อนำตัวเร่งปฏิกิริยาที่ผ่านการใช้งานแล้วไปทำการกระตุ้นโดยการเผาที่อุณหภูมิ 150 องศาเซลเซียส ในบรรยากาศเป็นเวลา 2 ชั่วโมง พบว่าความว่องไวต่อการเกิดปฏิกิริยาออกซิเดชันแบบเลือกเกิดของคาร์บอนมอนอกไซด์มีค่าใกล้เคียงกับความว่องไวของตัวเร่งปฏิกิริยาที่ยังไม่ผ่านการใช้งาน จากผลการทดสอบความเสถียรของตัวเร่งปฏิกิริยา 0.5%(1:1)AuCuO/CeO₂ พบว่าตัวเร่งปฏิกิริยามีความเสถียรตลอดการใช้งานเป็นเวลา 360 นาที ที่อุณหภูมิ 70 องศาเซลเซียส ภายใต้บรรยากาศ

Abstract: The aim of this research was to investigate the catalytic properties of bimetallic Au-CuO supported on CeO₂ in preferential CO oxidation (PROX) and CO removal decreased to less than 100 ppm. The catalysts were prepared by deposition – precipitation (DP) method. The XRD SEM TEM BET TPR and FT-IR were used to analyze the catalyst characterization. From the experiment results, AuCuO/CeO₂ catalyst was active than Au/CeO₂ and CuO/CeO₂ catalysts in range of 70 – 110 °C. Using Na₂CO₃ as precipitating reagent, the AuCuO/CeO₂ catalyst showed higher selectivity than the catalysts were prepared by NaOH and NH₄OH. Moreover, 0.5%(1:1)AuCuO/CeO₂ catalyst which was the highest surface area about 74 m2/g showed 100% CO conversion and 62% CO selectivity at 70 °C. For adding H₂O CO₂ and H₂O – CO₂ in feed stream, the activity of 0.5%(1:1)AuCuO/CeO₂ decreased to 99% 80% and 90% CO conversion respectively. The regenerate catalyst showed the catalytic activity likely the new catalyst. The stability of 0.5%(1:1)AuCuO/CeO₂ catalyst was constant about 100 % conversion and 62% selectivity for 360 minutes at 70 °C.

จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย. สำนักงานวิทยทรัพยากร

Address: กรุงเทพมหานคร

Email: cuir@car.chula.ac.th

Name: ณัฐธยาน์ พงศ์สถาบดี

Role: ที่ปรึกษา

Name: อาภาณี เหลืองนฤมิตชัย

Role: ที่ปรึกษา

Created: 2553

Modified: 2564-07-08

Issued: 2564-07-08

วิทยานิพนธ์/Thesis

application/pdf

URL: http://cuir.car.chula.ac.th/handle/123456789/61880

tha

DegreeName: วิทยาศาสตรมหาบัณฑิต

Level: ปริญญาโท

Descipline: เคมีเทคนิค

Grantor: จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย

©copyrights จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย

ลำดับที่.	ชื่อแฟ้มข้อมูล	ขนาดแฟ้มข้อมูล	จำนวนเข้าถึง	วัน-เวลาเข้าถึงล่าสุด
1	5172214323_2553.pdf	1.85 MB

ใช้เวลา

0.030793 วินาที