Ni catalyst supported on open-cell ceramic foam for glycerol steam reforming - Phichamon Sookjitsumran (Chulalongkorn University, 2019)
งานวิจัยเรื่องนี้จัดทำขึ้นเพื่อศึกษาการวางตัวเร่งปฏิกิริยานิกเกิลบนเซรามิกโฟมสำหรับการผลิตไฮโดรเจนจากปฏิกิริยารีฟอร์มมิงของกลีเซอรอลด้วยไอน้ำ โดยมีการศึกษาผลของปัจจัยต่างๆได้แก่ ผลของชนิดของเซรามิกโฟม (อะลูมินาและเซอร์โคเนีย) ผลของจำนวนรูพรุนต่อความยาว 1 นิ้ว (PPI) 3 ค่า คือ 10 20 และ 30 PPI และผลของอัตราการป้อนสารตั้งต้น 3 ค่า คือ 0.04 0.2 และ 0.4 มิลลิลิตรต่อนาที ที่มีผลต่อสมบัติทางกายภาพ สมบัติทางเคมีและประสิทธิภาพของตัวเร่งปฏิกิริยา (ในเครื่องปฏิกรณ์เบดนิ่งขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง 16 มิลลิเมตร ยาว 500 มิลลิเมตรและเบดของตัวเร่งปฏิกิริยายาว 2 เซนติเมตร ตัวเร่งปฏิกิริยาบนเซรามิกโฟมจะถูกเตรียมโดยใช้วิธีการจุ่ม อบแห้งและแคลซิเนชัน โดยสมบัติทางกายภาพและสมบัติทางเคมีของตัวเร่งปฏิกิริยาทั้งก่อนและหลังทดสอบในปฏิกิริยารีฟอร์มมิงจะถูกวิเคราะห์โดยใช้เทคนิคการวิเคราะห์ดังนี้ เอกซ์เรย์ดิฟแฟรกชัน กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบสแกนนิง การโปรแกรมอุณหภูมิเพื่อทดสอบการรีดักชัน อินดัคทีฟลีคัพเพิลพลาสมา การดูดซับและคายซับแก๊สไนโตรเจน การโปรแกรมอุณหภูมิเพื่อออกซิเดชันและการวิเคราะห์การเปลี่ยนแปลงน้ำหนักสารโดยอาศัยคุณสมบัติทางความร้อน จากนั้น ตัวเร่งปฏิกิริยาจะถูกทดสอบประสิทธิภาพในปฏิกิริยารีฟอร์มมิงของกลีเซอรอลด้วยไอน้ำในสภาวะความดันบรรยากาศ ที่อุณหภูมิ 600 องศาเซลเซียสโดยมีอัตราส่วนโดยโมลของสารตั้งต้นระหว่างกลีเซอรอลและน้ำเท่ากับ 1 ต่อ 9 จากการทดลอง พบว่า การใช้อะลูมินาโฟมให้ค่าการเปลี่ยนแปลงกลีเซอรอลและผลได้แก๊สไฮโดรเจนสูงกว่าเซอร์โคเนียโฟม และตัวเร่งปฏิกิริยาที่มีจำนวนรูพรุนต่อ 1 นิ้ว (PPI) สูงจะส่งผลให้ได้ค่าการเปลี่ยนแปลงกลีเซอรอลและผลได้แก๊สไฮโดรเจนสูงไปด้วย เนื่องจากมีปริมาณนิกเกิลบนโฟมมาก ส่วนการใช้อัตราการป้อนสารตั้งต้นต่างกัน พบว่า การใช้อัตราการป้อนต่ำจะทำให้ได้ค่าการเปลี่ยนแปลงกลีเซอรอลและผลได้ไฮโดรเจนสูงแต่เป็นการใช้ตัวเร่งปฏิกิริยาไม่ทั่วทั้งเบด 2 เซนติเมตร เนื่องจาก กลีเซอรอลเข้ามาน้อย ไหลผ่านเบดช้า ทำให้กลีเชอรอลถูกเปลี่ยนไปหมดตั้งแต่ช่วงเบดด้านบน และถ้าหากเพิ่มอัตราการป้อนสูงขึ้นจะทำให้ได้ค่าการเปลี่ยนแปลงกลีเซอรอลและผลได้ไฮโดรเจนลดลง เนื่องจาก ไหลผ่านเบดเร็ว กลีเซอรอลเข้ามามากขึ้น ตัวเร่งปฏิกิริยาไม่สามารถเปลี่ยนได้ทัน ดังนั้น การใช้ตัวเร่งปฏิกิริยาแบบโครงสร้าง (Structured catalyst) ที่มีความสูงเบดค่าหนึ่งจึงจำเป็นต้องหาค่าอัตราการป้อนสารตั้งต้นผ่านเบดที่เหมาะสมเพื่อให้ได้ประสิทธิภาพสูงสุด