การศึกษาความสามารถในการเร่งปฏิกิริยาการเลือกเกิดคาร์บอนมอนอกไซด์ออกซิเดชันของตัวเร่งปฏิกิริยาโลหะออกไซด์ผสมคอปเปอร์-โคบอลต์

รศ.ดร.เอกรัตน์ วงษ์แก้ว,

แสดงบทคัดย่อ

ชื่อบทความภาษาไทย

การศึกษาความสามารถในการเร่งปฏิกิริยาการเลือกเกิดคาร์บอนมอนอกไซด์ออกซิเดชันของตัวเร่งปฏิกิริยาโลหะออกไซด์ผสมคอปเปอร์-โคบอลต์

ชื่อบทความภาษาอังกฤษ (Title)

A study of catalytic activities of mixed oxides containing copper cobalt for selective CO oxidation reaction

ชื่อผู้เขียนบทความ (Authors)

นางสาวกนกววรณ ปลายชัยภูมิ, นางสาวธีรนาฏ วรรัตชัยกุล, รศ.ดร.เอกรัตน์ วงษ์แก้ว

บทคัดย่อภาษาไทย

งานวิจัยนี้มีจุดประสงค์เพื่อศึกษาผลกระทบของอัตราส่วนร้อยละของตัวเร่งปฏิกิริยาโลหะออกไซด์ผสมคอปเปอร์-โคบอลต์ต่อความสามารถในการเร่งปฏิกิริยาการเลือกเกิดการเผาไหม้แก๊สคาร์บอนมอนอกไซด์ ในสภาวะที่มีแก็สไฮโดรเจนในปริมาณมากเกินพอ สำหรับใช้ในการทำเชื้อเพลิงไฮโดรเจนบริสุทธิ์ เพื่อนำไปใช้กับเซลเชื้อเพลิงแบบเยื่อเมมเบรนแลกเปลี่ยนโปรตอนต่อไป โดยอัตราส่วนร้อยละของตัวเร่งปฏิกิริยาโลหะออกไซด์ผสมคอปเปอร์-โคบอลต์ที่ทำการศึกษา ได้แก่ 10:90, 20:80, 40:60, 60:40 และ 80:20 โดยน้ำหนัก ตัวเร่งปฏิกิริยาโลหะออกไซด์ผสมคอปเปอร์-โคบอลต์ถูกเตรียมด้วยวิธีการตกตะกอนร่วม จากผลการทดลองพบว่า ตัวเร่งปฏิกิริยาที่สัดส่วนร้อยละของคอปเปอร์ออกไซด์และโคบอลต์ออกไซด์ที่แตกต่างกัน จะมีพื้นที่ผิวจำเพาะของตัวเร่งปฏิกิริยาแตกต่างกันซึ่งที่อัตราส่วนร้อยละของตัวเร่งปฏิกิริยาโลหะออกไซด์ผสมคอปเปอร์-โคบอลต์ 20:80 โดยน้ำหนัก มีพื้นที่ผิวจำเพาะสูงสุดที่ 55.2 ตารางเมตรต่อกรัม คอปเปอร์ออกไซด์มีขนาดผลึกเฉลี่ยเล็กกว่า 2 นาโนเมตร และโคบอลต์ออกไซด์มีขนาดผลึกเฉลี่ย 14.7 นาโนเมตร ในส่วนของการทดสอบความสามารถในการเร่งปฏิกิริยาการเลือกเกิดปฏิกิริยาคาร์บอนมอนอกไซด์ออกซิเดชันของตัวเร่งปฏิกิริยาโลหะออกไซด์ผสมคอปเปอร์-โคบอลต์ พบว่าปริมาณสัดส่วนโดยน้ำหนักที่ดีที่สุดคือที่อัตราส่วนร้อยละโดยน้ำหนักของโลหะออกไซด์ผสมคอปเปอร์-โคบอลต์ 20:80 สามารถกำจัดแก๊สคาร์บอนมอนอกไซด์ได้สูงที่สุดที่ร้อยละ 95.9 ด้วยค่าร้อยละการเลือกเกิดคาร์บอนมอนอกไซด์ออกซิเดชันที่ 73.4 ที่อุณหภูมิ 130 องศาเซลเซียส การใช้โลหะออกไซด์ผสมช่วยส่งเสริมให้การเร่งปฏิกิริยาดีขึ้นมากเมื่อเปรียบเทียบกับการใช้โลหะออกไซด์เดี่ยว

คำสำคัญภาษาไทย

วิธีการตกตะกอนร่วม,คอปเปอร์ออกไซด์,โคบอลต์ออกไซด์,การเลือกเกิดปฏิกิริยาคาร์บอนมอนอกไซด์ออกซิเดชัน

Abstract

The objective of this project is to study the effect of weight ratios of mixed oxide containing CuO and Co₃O₄ to their catalytic activity for selective CO oxidation reaction. This reaction usually is used for the removal of trace CO in H₂ stream. The cleaned H₂ is used as a main fuel in PEM fuel cells. The weight ratios of copper oxide and cobalt oxide were 10:90, 20:80, 40:60, 60:40, and 80:20. All mixed oxide catalysts were prepared by co-precipitation method and calcined at 500°C. The BET result indicated that mixed oxides contained varying amount of each component have different specific surface areas. It was also found that mixed oxide catalyst contained CuO and Co₃O₄ with the weight ratio of 20:80 gave the highest specific surface area of 55.2 m²/g. XRD analysis indicated that the average crystallite size of copper oxide in this sample was smaller than 2 nm. and that of cobalt oxide was 14.7 nm. For catalytic activity tests, it was found that the mixed oxide having the highest specific surface area showed the best catalytic activity to selective CO oxidation reaction. CO conversion reached 95.9% with selective CO oxidation of 73.4% at 130 °C. The use of mixed oxide CuO-Co₃O₄ has dramatically improved the catalytic activity to selective CO oxidation comparing with the use of single metal oxide.

Keyword

Co-precipitation,Copper oxide,Cobalt oxide, Selective CO oxidation

กลุ่มของบทความ

วิทยาศาสตร์กายภาพ

รูปแบบการนำเสนอ

Oral

รูปแบบของบทความ

บทความวิจัย

Publication date

9 - 10 กรกฎาคม 2563