| ชื่อเรื่อง | : | การสังเคราะห์คอปเปอร์ออกไซด์-ซิงค์ออกไซด์-เซอร์โคเนียมไดออกไซด์ด้วยกระบวนการ โซล-เจล สำหรับเร่งปฏิกิริยาในการเติมไฮโดรเจนของคาร์บอนไดออกไซด์เพื่อผลิตเมทานอล |
| นักวิจัย | : | ธงไทย วิฑูรย์ |
| คำค้น | : | carbon dioxide to methanol , catalytic hydrogenation , CuO-ZnO-ZrO2 , Sol-gel synthesis |
| หน่วยงาน | : | สำนักงานกองทุนสนับสนุนการวิจัย |
| ผู้ร่วมงาน | : | - |
| ปีพิมพ์ | : | 2557 |
| อ้างอิง | : | http://elibrary.trf.or.th/project_content.asp?PJID=MRG5480196 , http://research.trf.or.th/node/7761 |
| ที่มา | : | - |
| ความเชี่ยวชาญ | : | - |
| ความสัมพันธ์ | : | - |
| ขอบเขตของเนื้อหา | : | - |
| บทคัดย่อ/คำอธิบาย | : | ในงานวิจัยนี้แบ่งเป็น 2 หัวข้อหลักคือ 1) การสังเคราะห์เมทานอลจากปฏิกิริยาการเติมก๊าซ ไฮโดรเจนของก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์โดยใช้คอปเปอร์ออกไซด์-ซิงค์ออกไซด์นาโนคอมโพซิท 2) การศึกษาผลของซิลิกาที่มีรูพรุนสองขนาดต่ออนุภาคและการรีดิวซ์ของโคบอลต์ออกไซด์ ในหัวข้อที่ 1 คอปเปอร์ออกไซด์-ซิงค์ออกไซด์นาโนคอมโพซิทจะถูกเตรียมด้วยวิธีการ ตกตะกอนร่วม หลังจากนั้นนานาโนคอมโพซิทที่เตรียมได้ไปใช้เป็นตัวเร่งปฏิกิริยาในปฏิกิริยาการ เติมก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ด้วยไฮโดรเจนเพื่อผลิตเมทานอล ผลของความเข้มข้นไคโตซานบน คุณลักษณะทางกายภาพและทางเคมีของนาโนคอมโพซิทและบนความว่องไวในการเกิดปฏิกิริยาถูก ตรวจสอบอย่างละเอียด ตัวเร่งปฏิกิริยาที่ได้รับถูกวิเคราะห์ด้วยความเสถียรทางความร้อน การ ถ่ายภาพด้วยกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบส่องกราด การวิเคราะห์องค์ประกอบและขนาดผลึก การวิเคราะห์การดูดซับการคายซับก๊าซไนโตรเจน การวิเคราะห์การดูดซับทางเคมี และการวิเคราะห์ ความสามารถในการรีดิวซ์ ผลการทดลองแสดงให้เห็นว่าไคโตซานไม่เพียงแต่จะทา หน้าที่เป็นตัว ช่วยตกตะกอนร่วมระหว่างคอปเปอร์ออกไซด์-ซิงค์ออกไซด์แต่ยังทา หน้าที่เป็นสารแม่แบบสา หรับ การเกิดนาโนคอมโพซิททรงกลมกลวง ขนาดผลึกของคอปเปอร์ออกไซด์และซิงค์ออกไซด์ของนาโน คอมโพซิททรงกลมกลวง มีค่าเป็น 11.5 และ 18.8 นาโนเมตรตามลา ดับ อย่างไรก็ตามการเพมิ่ ความเข้มข้นของไคโตซานทา ให้พื้นที่ผิวรวมและพื้นที่ผิวของคอปเปอร์ลดลง ตัวเร่งปฏิกิริยาที่ เตรียมโดยใช้ไคโตซานเป็นสารช่วยตกตะกอนร่วมให้อัตราการเกิดเมทานอลสูงกว่าตัวเร่งปฏิกิริยาที่ ไม่ใช้สารตกตะกอน อย่างไรก็ตามเมื่ออุณหภมู ิในการเกิดปฏิกิริยาสูงถึง 533 เคลวิน พบว่าอัตรา การเกิดเมทานอลลดลงสา หรับตัวเร่งปฏิกิริยาที่เตรียมโดยใช้ปริมาณไคโตซานสูง ในหัวข้อที่ 2 ผลของซิลิกาที่มีรุพรุนสองขนาดต่ออนุภาคและการรีดิวซ์ของโคบอลต์ออกไซด์ จะถูกตรวจสอบ โดยซิลิกาที่มีรูพรุนหนึ่งขนาดจะถูกใช้เพื่อเป็นตัวเปรียบเทียบ โดยซิลิกาทัง้ สอง ชนิดจะนามาจุ่มชุบแบบแห้งด้วยสารละลายโคบอลต์ไนเตรต 10 เปอร์เซ็นต์ หลังจากนั้นนาไป วิเคราะห์ โครงสร้างรูพรุน พื้นที่ผิว ขนาดผลึกของโคบอลต์ออกไซด์ที่เตรียมได้ และศึกษา พฤติกรรมการรีดิวซ์ด้วยก๊าซไฮโดรเจน ผลการทดลองพบว่าขนาดผลึกเฉลี่ยของโคบอลต์ออกไซด์ที่ เตรียมได้บนซิลิกาที่มีรูพรนุ สองขนาดมีขนาดใหญ่กว่าขนาดผลึกเฉลี่ยของโคบอลต์ออกไซด์บนซิลิ กาที่มีรูพรุนหนึ่งขนาดเล็กน้อย ซึ่งเป็นเนื่องจากโคบอลต์ออกไซด์กระจายตัวอยู่บนเมโซพอร์และมา โครพอร์ ในขณะที่โคบอลต์ออกไซด์ที่โหลดบนซิลิกาที่มีรูพรุนสองขนาดถูกรีดิวซ์เป็นโลหะโคบอลต์ ได้ง่ายกว่าการใช้ซิลิกาที่มีรูพรุนเพียงแค่หนึ่งขนาดเป็นตัวรองรับ ทัง้ นี้เนื่องจากรุพรุนขนาดมาโค รพอร์สามารถช่วยในการแพร่ของทัง้ ก๊าซไฮโดรเจนและไอน้าซึ่งเป็นผลิตภัณฑ์ ตัวรองรับซิลิกาที่มีรู พรุนสองขนาดถูกคาดหวังว่าจะช่วยเพมิ่ ประสิทธิภาพการเร่งปฏิกิริยาในปฏิกิริยาที่มีขัน้ ตอนการ แพร่เป็นขัน้ กา หนดอัตรา The present study focuses on two topics: 1) synthesis of methanol from CO2 hydrogenation using CuO-ZnO nanocatalysts 2) investigation of effect of bimodal porous silica on particle sizes and reducibility of cobalt oxide. In the first topic, CuO–ZnO nanocomposites were prepared by chitosan-assisted coprecipitation method and performed as catalyst for CO2 hydrogenation to methanol. Effects of chitosan concentration on the physicochemical properties of the nanocomposites as well as the catalytic activity have been investigated. The obtained catalysts were characterized by means of thermal gravimetric-temperature difference analysis, scanning electron microscopy, X-ray diffraction, N2 adsorption–desorption, N2O chemisorption and temperature-programmed reduction. Chitosan was found to act not only as a coordination compound to produce a homogeneous combination of CuO–ZnO nanocomposite, but also as a soft template for the formation of hollow nanospheres. The CuO and ZnO crystallite sizes of the hollow nanospheres were found to be 11.5 and 18.8 nm, respectively, which were smaller than those of other catalysts. The increase of chitosan concentration caused a change in catalyst morphology and a reduction in BET surface area as well as metallic copper surface area, but still higher than those of the unmodified catalyst. The catalysts prepared by using chitosan as precipitating agent exhibited a higher space time yield of methanol than the unmodified catalyst, which was attributed to a synergetic effect of the CuO nanoparticle incorporated in the CuO–ZnO nanocatalyst. However, when the reaction temperature was increased up to 533 K, a decline in the space time yield of methanol was observed for the catalysts prepared at high chitosan concentration. In the second topic, the effect of bimodal porous silica (BPS) on particle size and reducibility of cobalt oxide has been investigated. Unimodal porous silica (UPS) was used for comparison purposes. Both silica supports were impregnated with an aqueous solution of cobalt nitrate to obtain cobalt loadings of about 10 wt%. Specific surface area, morphology and cobalt oxide crystallite size of the cobalt oxide loaded on porous silicas were systematically characterized by means of N2 sorption, X-ray diffraction, scanning electron microscopy and transmission electron microscopy. The reduction behavior profiles and the activation energy for the reducibility of the cobalt oxide were studied by dynamic thermal gravimetric under flow of H2. The average particle size of cobalt oxide loaded on the BPS sample was revealed to be slightly larger than that loaded on the UPS sample, likely because cobalt oxide particles were distributed both on mesopores and macropores. The reduction temperatures of the cobalt oxide loaded on the BPS sample were found to be evidentially lower than those of the cobalt oxide loaded on the UPS sample. |
| บรรณานุกรม | : |
ธงไทย วิฑูรย์ . (2557). การสังเคราะห์คอปเปอร์ออกไซด์-ซิงค์ออกไซด์-เซอร์โคเนียมไดออกไซด์ด้วยกระบวนการ โซล-เจล สำหรับเร่งปฏิกิริยาในการเติมไฮโดรเจนของคาร์บอนไดออกไซด์เพื่อผลิตเมทานอล.
กรุงเทพมหานคร : สำนักงานกองทุนสนับสนุนการวิจัย. ธงไทย วิฑูรย์ . 2557. "การสังเคราะห์คอปเปอร์ออกไซด์-ซิงค์ออกไซด์-เซอร์โคเนียมไดออกไซด์ด้วยกระบวนการ โซล-เจล สำหรับเร่งปฏิกิริยาในการเติมไฮโดรเจนของคาร์บอนไดออกไซด์เพื่อผลิตเมทานอล".
กรุงเทพมหานคร : สำนักงานกองทุนสนับสนุนการวิจัย. ธงไทย วิฑูรย์ . "การสังเคราะห์คอปเปอร์ออกไซด์-ซิงค์ออกไซด์-เซอร์โคเนียมไดออกไซด์ด้วยกระบวนการ โซล-เจล สำหรับเร่งปฏิกิริยาในการเติมไฮโดรเจนของคาร์บอนไดออกไซด์เพื่อผลิตเมทานอล."
กรุงเทพมหานคร : สำนักงานกองทุนสนับสนุนการวิจัย, 2557. Print. ธงไทย วิฑูรย์ . การสังเคราะห์คอปเปอร์ออกไซด์-ซิงค์ออกไซด์-เซอร์โคเนียมไดออกไซด์ด้วยกระบวนการ โซล-เจล สำหรับเร่งปฏิกิริยาในการเติมไฮโดรเจนของคาร์บอนไดออกไซด์เพื่อผลิตเมทานอล. กรุงเทพมหานคร : สำนักงานกองทุนสนับสนุนการวิจัย; 2557.
|
