ตัวเร่งปฏิกิริยาโคบอลต์บนตัวรองรับที่ถูกปรับปรุงสำหรับการผลิตเชื้อเพลิงสังเคราะห์

Abstract

โครงการวิจัยนี้ได้ศึกษาปฏิกิริยาไฮโดรจิเนชันของคาร์บอนไดออกไซด์โดยใช้ตัวเร่งปฏิกิริยาโคบอลต์บนตัวรองรับที่ต่างกัน โดยงานวิจัยในส่วนแรกตัวรองรับซิลิกาทรงกลมได้ถูกนำมาใช้ซึ่งเตรียมมาจาก TEOS น้ำ โซเดียมไฮดรอกไซด์เอทิลีนไกลคอล และเอ็นโดเดซิวไตรเมทิลอัมโมเนียมโบไมด์ (C12TMABr) ขนาดอนุภาคสามารถควบคุมได้โดยการแปรค่าอัตราส่วนของเอทิลีนไกลคอลกับตัวทำละลายร่วมโดยวิธีโซลเจลที่มีอัตราส่วนระหว่าง 0.10 ถึง 0.50 โดยขนาดของอนุภาคจะเพิ่มขึ้นเมื่ออัตราส่วนดังกล่าวเพิ่มขึ้น ในขณะที่การกระจายตัวของอนุภาคก็จะเพิ่มมากขึ้นด้วย ค่าเบี่ยงเบนมาตรฐานจะสูงเมื่ออัตราส่วนมีค่ามากกว่า 0.35 และน้อยกว่า 0.15 อย่างไรก็ตามพื้นที่ผิวจะมีค่าใกล้เคียงกันคือประมาณ 1000 ถึง 1300 ตารางเมตรต่อกรัม ซิลิกาที่ได้มีลักษณะกลม จากนั้นจึงนำซิลิกาที่ได้ไปเคลือบฝังด้วยโลหะโคบอลต์ และนำไปทำปฏิกิริยาพบว่าให้ค่าความว่องไวที่ดี ในงานวิจัยส่วนที่สองตัวรองรับซิลิกาที่แตกต่างกันถูกนำมาใช้ เช่น ซิลิกาทรงกลม MCM41 ซิลิกาทรงกลมที่มีไทเทเนีย และ MCM ที่มีไทเทเนีย ซึ่งถูกนำไปเคลือบฝังด้วยโคบอลต์ที่มีความเข้มข้น 20% โดยน้ำหนัก ทั้งตัวรองรับและตัวเร่งปฏิกิริยาจะถูกนำไปทดสอบด้วย เครื่องมือวิเคราะห์ต่าง ๆ กันได้แก่ การดูดซับทางกายภาพ XRD SEM/EDX XPS TPR และการดูดซับทางเคมีด้วยคาร์บอนมอนอกไซด์ ซึ่งพบว่าไทเทเนียจะอยู่ในรูปของอะนาเทส ทั้งนี้พบว่าไทเทเนียที่ใส่ลงไปในซิลิกาจะมีผล คือ 1) ทำให้การรีดักชันของโคบอลต์ออกไซด์ง่ายขึ้น 2) ป้องกันการเกิดสารประกอบโคบอลต์ซิลิเคต และ 3) ยับยั้งการเกิดปฏิกิริยา Water-gas shift ทำให้พบว่าตัวเร่งปฏิกิริยาโคบอลต์บน MCM ที่มีไทเทเนียจะให้ความว่องไวสูงสุด