การศึกษาผลกระทบโลหะออกไซด์ชนิดต่าง ๆ ในตัวเร่งปฏิกิริยาทองแดงต่อการเร่งปฏิกิริยาการ
กําจัดก๊าซคาร์บอนมอนอกไซด์ปริมาณต่ําที่ปะปนในเชื้อเพลิงไฮโดรเจน

เอกรัตน์ วงษ์แก้ว

dc.contributor.author	เอกรัตน์ วงษ์แก้ว
dc.contributor.other	มหาวิทยาลัยบูรพา. คณะวิศวกรรมศาสตร์
dc.date.accessioned	2020-02-16T05:31:31Z
dc.date.available	2020-02-16T05:31:31Z
dc.date.issued	2562
dc.identifier.uri	http://dspace.lib.buu.ac.th/xmlui/handle/1234567890/3776
dc.description.abstract	โลหะออกไซด์ทองแดงได้รับความนิยมในการใช้เป็นตัวเร่งปฏิกิริยาสําหรับปฏิกิริยาการเผาไหม้ การใช้ควบคู่กับโลหะออกไซด์อื่นในรูปโลหะออกไซด์ผสมสามารถเพิ่มประสิทธิภาพในการเร่งปฏิกิริยา ดังนั้นงานวิจัยนี้จึงเป็นการพัฒนาตัวเร่งปฏิกิริยาทองแดงออกไซด์ด้วยการใช้ควบคู่กับออกไซด์อื่น ๆ ได้แก่ ซีเรียมออกไซด์ เซอร์โคเนียมออกไซด์ เงินออกไซด์ โคบอลต์ออกไซด์ เหล็กออกไซด์และไททาเนียมไดออกไซดื ใช้วิธีตกตะกอนในการเตรียมโลหะออกไซด์เดี่ยว และใช้วิธีตกตะกอนร่วมในการเตรียมโลหะออกไซด์ผสม ยกเว้นไททาเนียมไดออกไซด์ที่ซื้อจากบริษัท และการเติมคอปเปอร์ออกไซด์ลงบนไททาเนียมไดออกไซด็จะใช้วิธี incipient wetness impregnation กําหนดอัตราส่วนโดยน้ำหนักทองแดงต่อโลหะอื่นเป็น 20 ต่อ 80 โลหะออกไซด์และโลหะออกไซด์ผสมถูกวิเคราะห์คุณสมบัติเฉพาะ ได้แก่ พื้นที่ผิวจําเพาะและขนาดรูพรุนเฉลี่ยด้วย เครื่อง Autosorption 1C โครงสร้างและขนาดผลึกด้วยเครื่อง XRD และการเปลี่ยนแปลงน้ำหนักด้วยความร้อนด้วยวิธี thermogravimetric analysis (TGA/DTG) ผลการวิเคราะห์ด้วย TGA พบว่าโลหะออกไซด์น้ำหนักคงที่เมื่ออุณหภูมิสูงกว่า 400 องศาเซลเซียส และอยู่ในรูปออกไซด์ ยกเว้นเงินออกไซด์เมื่ออุณหภูมิสูงกว่า 400 องศาเซลเซียส จะเกิดการเปลี่ยนจากออกไซด์เป็นโลหะเงิน ในการทดสอบการดูดซับทางกายภาพ พบว่าไอโซเทอร์มของสารตัวอย่างทั้งหมดอยูในรูปแบบที่ 4 แสดงว่าเป็นวัสดุที่มีรูพรุนขนาดเมโซ ผลการวิเคราะห์ด้วยสมการ BET และ ผล XRD ระบุว่า โลหะออกไซด์ผสมทองแดง ซีเรียม ให้ค่าพื้นที่ผิวจําเพาะสูงที่สุด โดยมีค่าเท่ากับ 114.1 ตารางเมตรต่อกรัม และขนาดผลึกซีเรียมออกไซด์ 6.9 นาโนเมตร โลหะออกไซด์ผสมทุกตัวจะไม่พีคของทองแดงออกไซด์ อาจจะเป็นเพราะทองแดงออกไซด์มีการกระจายตัวอย่างดี การทดสอบการเร่งปฏิกิริยาคาร์บอนมอนอกไซดืออกซิเดชันพบว่าโคบอลต์ออกไซด์ เงินออกไซด์ และทองแดง ออกไซด์ เร่งปฏิกิริยาได้ดี ส่วนโลหะออกไซด์อื่นเฉื่อยต่อปฏิกิริยา ในส่วนโลหะออกไซด์ผสมพบว่าทองแดง-โคบอลต์, ทองแดง-ซีเรียม และทองแดง-เงิน ให้ค่า T50 อยู่ที่ 98, 100 และ 112 องศาเซลเซียส นั่นคือโลหะออกไซด์ผสมทองแดง-โคบอลต์เร่งปฏิกิริยาได้ดีที่สุด เมื่อก๊าซในสายป้อนมีไฮโดรเจนในปริมาณมากพบว่าโลหะออกไซด์ผสมทองแดง-โคบอลต์ และทองแดง-ซีเรียมให์ผลการทดลองที่ดีที่สุด ในการใช้โลหะออกไซด์ผสมทองแดง-โคบอลตื-ซีเรียมในการเร่งปฏิกิริยาการเลือกเกิดคาร์บอนมอนอกไซด์ออกซิเดชัน พบว่าให้ผลการเร่งปฏิกิริยาที่ดีกว่าการใช้โลหะสองชนิด โดยก๊าซคาร์บอนมอนอกไซด์เกิดปฏิกิริยาโดยสมบูรณ์ที่อุณหภูมิ 150-170 องศาเซลเซียส ให้ค่าการเลือกเกิดคาร์บอนมอนอกไซด์ออกซิเดชันสูงถึงร้อยละ 84 ที่ 150 องศาเซลเซียสค่าลดลงไปที่ร้อยละ 60 ที่ 170 องศาเซลเซียส การลดลงของค่าการการเลือกเกิดคาร์บอนมอนอกไซด์ออกซิ-เดชันเกิดจากการเกิดปฏิกิริยาไฮโดรเจนออกซิเดชัน	th_TH
dc.description.sponsorship	โครงการวิจัยประเภทงบประมาณเงินรายได้จากเงินอุดหนุนจากรัฐบาล(งบประมาณแผ่นดิน) ประจําปีงบประมาณ พ.ศ. 2560	th_TH
dc.language.iso	th	th_TH
dc.publisher	คณะวิศวกรรมศาสตร์ มหาวิทยาลัยบูรพา	th_TH
dc.subject	สาขาวิศวกรรมศาสตร์และอุตสาหกรรมวิจัย	th_TH
dc.title	การศึกษาผลกระทบโลหะออกไซด์ชนิดต่าง ๆ ในตัวเร่งปฏิกิริยาทองแดงต่อการเร่งปฏิกิริยาการ กําจัดก๊าซคาร์บอนมอนอกไซด์ปริมาณต่ําที่ปะปนในเชื้อเพลิงไฮโดรเจน	th_TH
dc.title.alternative	Effect of various supported oxides of CuO catalyst for the removal of CO contaminated in H2 stream	en
dc.type	Research	th_TH
dc.author.email	akkarat@buu.ac.th	th_TH
dc.year	2562	th_TH
dc.description.abstractalternative	Copper based catalysts are widely used with oxidation reactions and can be improved their activity by adding other metal oxides. In this work, various oxides such as CeO2, ZrO2, Ag2O, Co3O4, Fe2O3, and TiO2 were chosen to incorporate with CuO. The oxides of each metal were prepared by precipitation and the mixed oxide catalysts were prepared by co-precipitation method except for titanium dioxide (commercial). Also, the mixed oxide of copper and titanium was prepared by incipient impregnation. The ratio of copper oxide to other oxides was 20:80. The catalysts were characterized for their crystalline structure using X-ray diffraction and for their specific surface area, average pore size using Autosorption 1-C and thermogravimetric analysis (TGA/DTG) for the weight loss as a function of temperatures. The TGA results revealed that all oxides were stable at temperature above 400C except for Ag2O. Ag2O transferred to Ag at temperatures above 400C. The N2 adsorption isotherms of oxides and mixed oxides were in Type IV which corresponds to mesoporous materials. The results from BET and XRD revealed that CuO-CeO2 has the highest specific surface area of 114.1 m2/g and the average crystalline size of CeO2 of 6.95 nm. For every mixed oxide, CuO peaks were not observed. This may cause from the highly dispersion of CuO in the samples. The activities of oxides to CO oxidation were conducted. The results showed that Co3O4, Ag2O and CuO were very active to the reaction while others were not. For mixed oxides, CuO-Co3O4, CuO-CeO2 and CuO-Ag2O were highly active to the reaction and offered better activities than single oxides. T50, defined as the temperature at which half of CO concentration is consumed by the reaction, were 98, 100 and 112 C for CuO-Co3O4, CuOCeO2 and CuO-Ag2O, respectively. The presence of excess hydrogen in the gas feed affected to the catalytic activity of mixed oxides. CO conversion of CuO-Co3O4 was 97.8% at 150 C with selectivity of 50% while that of CuO-CeO2 was 100% at 170C with selectivity of 54%. The combination of 3 oxides: CuO, Co3O4 and CeO2 was investigated for its catalytic activity to selective CO oxidation reaction. CO conversion of this catalyst was 100% at 150 and 170C with selectivity of 84% and 60%, respectively. The decrease of selectivity at high temperatures caused by the competition of CO oxidation and H2 oxidation reaction.	en
dc.keyword	ก๊าซคาร์บอนมอนอกไซด์	th_TH
dc.keyword	ออกซิเดชัน	th_TH
dc.keyword	เซลล์เชื้อเพลิง	th_TH