การเพิ่มความว่องไวของตัวเร่งปฏิกิริยาเหล็กโคบอลต์โพแทสเซียมอะลูมินาผ่านกระบวนการตกตะกอนและรีดิวซ์ด้วยโซเดียมโบโรไฮไดรด์เพื่อสังเคราะห์โอเลฟินส์เบาจากปฏิกิริยาไฮโดรจิเนชั่นของก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์

Enhanced activity of Fe-Co-K-Al catalysts by precipitation and reduction with NaBH4 for light olefins production from CO2 hydrogenation

Name: วิธวินท์ ลาภเกียรติเสรี

ThaSH: มหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์ -- วิทยานิพนธ์. วศ.ม. (วิศวกรรมเคมี) 2563

Classification :.LCCS: TP248.A554

ThaSH: มหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์. สาขาวิศวกรรมเคมี -- วิทยานิพนธ์

ThaSH: อัลคีน

ThaSH: ไฮโดรจีเนชัน

ThaSH: คาร์บอนไดออกไซด์

ThaSH: ตัวเร่งปฏิกิริยา

Abstract: การรีไซเคิลก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ (CO2) ให้เป็นโอเลฟินส์เบาถือเป็นทางเลือกที่เป็นไปได้ในการลดการปล่อยก๊าซ CO2 และสร้างรายได้ไปพร้อมๆกัน โดยตัวเร่งปฏิกิริยาที่มีประสิทธิภาพสูงมีความจำเป็นอย่างมากเพื่อที่จะทำให้เทคโนโลยีการเปลี่ยนก๊าซ CO2 เป็นโอเลฟินส์เบาเกิดขึ้นได้ ในงานวิจัยนี้ ตัวเร่งปฏิกิริยาโลหะออกไซด์ Fe-Co-K-Al ถูกเตรียมด้วยวิธีการตกตะกอนและการรีดิวซ์โดยใช้ NH4OH เป็นสารช่วยตกตะกอนและ NaBH4 เป็นสารรีดิวซ์ โดยศึกษาผลของวิธีการเตรียมตัวเร่งปฏิกิริยา Fe-Co-K-Al ประกอบด้วย การเตรียมแบบขั้นตอนเดียว (S1), การไม่ปรับ pH (S2), การตกตะกอนตามด้วยการรีดิวซ์ (S3) และ การเพิ่มปริมาณ NaBH4 ของตัวเร่งปฏิกิริยา S3 เป็นสองเท่า (S4) ต่อสมบัติทางกายภาพ-เคมี และ ประสิทธิภาพในการเร่งปฏิกิริยาไฮโดรจิเนชั่นของก๊าซ CO2 ไปเป็นโอเลฟินส์เบา พบว่า ตัวเร่งปฏิกิริยา S1 ไม่มี K ในโครงสร้างเนื่องจากเกิดการชะละลายออกไปในขั้นตอนการล้างและกรอง และพบว่าการคายซับของ H2 และ CO2 บน S1 ที่อุณหภูมิต่ำนั้นสูงกว่าตัวเร่งปฏิกิริยาอื่น (S2, S3 และ S4) อย่างมีนัยสำคัญ เกิดจากการมีอยู่ของ K นั้นยับยั้งการดูดซับแบบอ่อนของ H2 และ CO2 ส่งผลให้ S1 ให้ค่าการแปลงผันของ CO2 สูงสุดเป็น 52.41% ที่ 360 องศาเซลเซียส และ 20 บาร์ อย่างไรก็ตาม S1 ให้ผลิตภัณฑ์ส่วนใหญ่เป็น มีเทน และพาราฟิน โดยให้ค่าร้อยละผลได้ของโอเลฟินส์ต่ำ แม้ว่าตัวเร่งปฏิกิริยา S3 จะให้ค่าการแปลงผันของก๊าซ CO2 ต่ำกว่าเมื่อเทียบกับ S1 แต่ก็ให้ค่าร้อยละผลได้ของโอเลฟินส์สูงสุดเป็น 16.58% ที่ 350 องศาเซลเซียส และ 20 บาร์ ซึ่งเกิดจากการลดลงอย่างมีนัยสำคัญของการดูดซับแบบอ่อนของ H2 ในขณะที่การดูดซับแบบอ่อนของ CO2 ยังสูงอยู่ทำให้เกิดการยับยั้งการไฮโดรจิเนชั่นของโอเลฟินส์ไปเป็นพาราฟินและให้ค่าการแปลงผันของก๊าซ CO2 ที่ค่อนข้างสูง นอกจากนี้ศึกษาผลของก๊าซที่นำมาใช้รีดิวซ์โลหะออกไซด์ของ S3 โดยการแทน H2 ด้วยก๊าซผสมระหว่าง H2 และ CO2 (S5) พบว่า S5 ให้ค่าการแปลงผันของก๊าซ CO2 ต่ำแต่มีค่าการเลือกเกิด CO สูงซึ่งเกี่ยวข้องกับการไม่มีอยู่ของเฟสโลหะเหล็ก Recycling CO2 into light olefins can be a feasible option to mitigate CO2 emissions, while generating revenue. In order to enhance the technology for converting CO2 to light olefins, efficient catalysts are required. In this research, a series of Fe-Co-K-Al oxides catalysts were prepared by precipitation-reduction method using NH4OH as a precipitating agent and NaBH4 as a reducing agent. The effect of preparation methods including one-step preparation (S1), no pH adjustment (S2), precipitation followed by reduction (S3) and doubling NaBH4 content of S3 (S4) on the physicochemical properties of the catalysts as well as their catalytic CO2 hydrogenation to light olefins was investigated. The S1 sample showed no K content because it was removed during the washing and filtration stages. The amounts of H2 and CO2 desorbed from the S1 sample at low-temperature feature were significantly higher than those of the other catalysts (S2, S3 and S4), suggesting that the presence of K suppressed the weak adsorption of H2 and CO2 . As a result, the S1 sample achieved the highest CO2 conversion of 52.41% at 360 o C and 20 bar. However, the S1 sample produced mainly CH4 and paraffins products with a small yield of light olefins. Although the S3 sample showed a lower CO2 conversion compared to that of the S1 sample, it provided the highest light olefins yield of 16.58% at 350 o C and 20 bar. This was attributed to a significant reduction of weak adsorption of H2 , while maintaining a high level of weak CO2 adsorption, inhibiting the hydrogenation of olefins to paraffins products and providing a relatively high CO2 conversion, respectively. The effect of reducing gases wasstudied with the S3 sample by replacing H2 gas with a gas mixture containing H2 and CO2 (S5). The S5 sample exhibited a low CO2 conversion with a high CO selectivity which was associated with the absence of metallic Fe.

มหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์. สำนักหอสมุด

Address: กรุงเทพมหานคร

Email: tdckulib@ku.ac.th

Name: ธงไทย วิฑูรย์

Role: อาจารย์ที่ปรึกษาวิทยานิพนธ์หลัก

Created: 2563

Modified: 2568-07-07

Issued: 2568-07-07

วิทยานิพนธ์/Thesis

application/pdf

URL: https://www.lib.ku.ac.th/KUthesis/2563/vittawin-lap-all.pdf

CallNumber: TP248.A554 .ว34

tha

DegreeName: วิศวกรรมศาสตรมหาบัณฑิต

Level: ปริญญาโท

Descipline: วิศวกรรมเคมี

Grantor: มหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์

©copyrights มหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์

ลำดับที่.	ชื่อแฟ้มข้อมูล	ขนาดแฟ้มข้อมูล	จำนวนเข้าถึง	วัน-เวลาเข้าถึงล่าสุด
1	vittawin-lap-all.pdf	2.31 MB

ใช้เวลา

0.034048 วินาที