วิทยานิพนธ์ (วท.ม.)--จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย, 2558

งานวิจัยนี้เป็นการพัฒนาตัวพาออกซิเจนสำหรับกระบวนการเคมิคัลลูปิง โดยการผสมโลหะมากกว่า 1 ชนิดเพื่อเตรียมตัวพาออกซิเจน โดยมีโลหะหลักคือเหล็ก โลหะรองคือสังกะสี และมีอะลูมินาเป็นตัวรองรับ จากนั้นนำตัวพาออกซิเจนไปทดสอบประสิทธิผลต่อการเผาไหม้ในเครื่องปฏิกรณ์แบบเบดนิ่ง โดยทำการวิเคราะห์หาปริมาณของคาร์บอนไดออกไซด์ที่เกิดขึ้นจากการเผาไหม้ จากการทดลองทำการผสมเหล็กออกไซด์ร้อยละ 20, 40, 60 และ 80 พบว่า สัดส่วนที่ดีที่สุดเมื่อทำการผสมเหล็กออกไซด์ (Fe2O3) กับอะลูมินา (Al2O3) คือที่สัดส่วนเหล็กออกไซด์ร้อยละ 60 โดยน้ำหนัก และอะลูมินาร้อยละ 40 โดยน้ำหนัก พบว่า ได้ปริมาณคาร์บอนไดออกไซด์มากที่สุด และตัวพาออกซิเจน Fe2O3/ZnO/Al2O3 เมื่อทำการผสมซิงค์ออกไซด์ ร้อยละ 5, 10, 15 และ 20 โดยน้ำหนัก พบว่าสัดส่วนที่ดีที่สุดที่มีความสามารถในการเกิดปฏิกิริยารีดักชันให้ปริมาณคาร์บอนไดออกไซด์มากที่สุดคือ ที่สัดส่วนเหล็กออกไซด์ร้อยละ 45 โดยน้ำหนัก ผสมกับอะลูมินาร้อยละ 40 โดยน้ำหนัก และซิงค์ออกไซด์ร้อยละ 15 โดยน้ำหนัก โดยที่ซิงค์ออกไซด์ทำหน้าที่เป็นตัวสนับสนุนช่วยส่งเสริมการรีดักชันให้กับเหล็กออกไซด์ และสารประกอบเชิงซ้อนระหว่างเหล็กออกไซด์กับซิงค์ออกไซด์ คือ ZnFe2O4 สามารถเกิดการรีดักชันได้ง่ายกว่าเหล็กออกไซด์ จากการศึกษานำตัวพาออกซิเจน Fe2O3/ZnO/Al2O3 สัดส่วนการผสมที่เหมาะสมมาทำการศึกษาผลของอุณหภูมิต่อการเผาไหม้ และปริมาณตัวพาออกซิเจน พบว่าเมื่อเพิ่มอุณภูมิที่ใช้ในการทำปฏิกิริยามีปริมาณคาร์บอนไดออกไซด์เพิ่มมากขึ้น ดังนั้นอุณหภูมิมีผลต่อการทำปฏิกิริยารีดักชัน เพราะว่าปฏิกิริยารีดักชันเป็นปฏิกิริยาดูดความร้อน ที่อุณหภูมิสูงการเกิดปฏิกิริยาจึงเกิดได้ดี แต่ที่อุณหภูมิสูงจะส่งผลกระทบในเรื่องการเกิดการรวมตัวกันของตัวพาออกซิเจนได้ ส่วนการเพิ่มปริมาณของตัวพาออกซิเจนจะเป็นการเพิ่มปริมาณออกซิเจนในการทำปฏิกิริยาที่มากขึ้น ทำให้มีออกซิเจนในการทำปฏิกิริยากับมีเทนที่มากขึ้น จึงทำให้มีปริมาณคาร์บอนไดออกไซด์ที่มากขึ้นตามปริมาณตัวพาออกซิเจนที่เพิ่มขึ้น ท้ายสุดทำการศึกษาประสิทธิผลของตัวพาออกซิเจน Fe2O3/ZnO/Al2O3 โดยนำตัวพาออกซิเจนมาทำการทดสอบปฏิกิริยารีดักชันสลับกับออกซิเดชันอย่างต่อเนื่องในกระบวนการเผาไหม้แบบเคมิคัลลูปิงพบว่า ตัวพาออกซิเจน Fe2O3/ZnO/Al2O3 มีความสามารถในการนำกลับมาใช้ใหม่ได้เพราะมีอะลูมินาช่วยยับยั้งการเกิดการรวมตัวกันของตัวพาออกซิเจน ทำให้มีอายุการใช้งานที่ยาวนานขึ้น