โครงการ การพัฒนาตัวเร่งปฏิกิริยาแพลทินัมในการผลิตก๊าซไฮโดรเจนสำหรับพลังงานทางเลือก

Abstract

งานวิจัยนี้ศึกษาเกี่ยวกับปฏิกิริยาการชิฟของน้ำที่อุณหภูมิต่ำ โดยใช้แพลทินัมเป็นตัวเร่งปฏิกิริยาบนตัวรองรับอลูมิเนียมออกไซด์ ซีเรียมออกไซด์และเซอร์โคเนียมออกไซด์ โดยมีวัตถุประสงค์เพื่อพัฒนาตัวเร่งปฏิกิริยาแพลทินัมบนตัวรองรับโลหะออกไซด์ผสมอลูมิเนียมออกไซด์ ซีเรียมออกไซด์และเซอร์โคเนียมออกไซด์ ตัวแปรที่ศึกษา ได้แก่ ปริมาณโลหะออกไซด์ในตัวรองรับ วิธีการเตรียมตัวรองรับ จากการวิเคราะห์พื้นที่ผิวจำเพาะและขนาดรูพรุนเฉลี่ยพบว่าที่อัตราส่วนของอลูมิเนียมออกไซด์ ซีเรียมออกไซด์ และเซอร์โคเนียมออกไซด์ที่ร้อยละ 80:10:10 โดยน้ำหนัก มีค่าพื้นที่ผิวจำเพาะสูงสุดเท่ากับ 233.5 ตารางเมตรต่อกรัม และมีขนาดรูพรุนเฉลี่ยเท่ากับ 4.13 นาโนเมตร และวิเคราะห์ขนาดผลึกด้วยเครื่องเอกซ์เรย์ดิฟแฟรกชัน พบว่าตัวรองรับโลหะออกไซด์ผสมอลูมิเนียมออกไซด์ ซีเรียมออกไซด์และเซอร์โคเนียมออกไซด์ที่สัดส่วน 10:45:45, 20:40:40, 40:30:30, 60:20:20, 80:10:10 โดยน้ำหนักได้ผลึกขนาด 6.0,5.7,7.2,5.3,6.0 นาโนเมตร ตามลำดับ เกิดเป้นโครงสร้างผลึกของซีเรียมเซอร์โคเนียม (Ce0.75 Zr0.25 O2) และเมื่อทำการทดสอบความสามารถในการเร่งปฏิกิริยาการชิฟของน้ำ พบว่าตัวเร่งปฏิกิริยาที่ถูกเตรียมด้วยวิธีโซลเจลร่วมกับการฝังเคลือบที่สัดส่วนของตัวรองรับร้อยละ 10:45:45 โดยน้ำหนักให้ค่าร้อยละการเปลี่ยนแปลงก๊าซคารืบอนมอนนอกไซด์สูงที่สุดถึงร้อยละ 99.2 ที่อุณหภูมิ 290 องศาเซลเซียส เมื่อศึกษาผลกระทบของก๊าซคาร์บอนมอนนอกไซด์และก๊าซไอโดรเจนในสายป้อน พบว่าก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์และก๊าซไฮโดรเจนในสายป้อนส่งผลให้ค่าร้อยละการเปลี่ยนแปลงคาร์บอนมอนอกไซด์ ทั้งนี้เนื่องจากการดูดซับของก๊าซคาร์บอนไออกไซด์และก๊าซไฮโดรเจนบนตำแหน่งกัมมันต์และการเกิดปฏิกิริยาย้อนกลับจากปฏิกิริยาการชิฟของน้ำ In this project, we studied the development of Pt based catalyst over mixed oxide supports contained aluminum, cerium and zirconium using as a catalyst for the low temperature water gas shift reaction. The parameters studied were the weight ratios of aluminum oxide to cerium-zirconium oxide and methods of preparation. The mixed oxides were characterized for their physical properties. We found that the support contained aluminum oxide cerium oxide zirconium oxide of 80:10:10 gave the highest specific surface area of 233.5 m2/g and an average pore diameter of 4.1 nm. The average crystallite sizes of Ce0.75Zr0.25O2 were 6.0, 5.7, 7.2, 5.3, 6.0 nm for the samples contained aluminum oxide cerium oxide and zirconium oxide of 10:45:45, 20:40:40, 40:30:30, 60:20:20 and 80:10:10 respectively. 1%Pt was impregnated into all mixed oxides and they were tested for their activities to water gas shift reaction. It was found that the support with ratio of 10"45:45 showed the best activity to the reaction with CO conversion of 99.2% 290'C The effects of CO2 and H2 were also stidied. We found that the presence of CO2 and H2 in the gas feed have a negative effect to the reaction. This may be due to the blockage of CO2 and H2 molecules adsorbing over the active sites and also the reaction of these two gases to form CO and H2O as the reverse water gas shif reaction.