ผลของปริมาณ NiO ที่มีต่อความว่องไวของตัวเร่งปฏิกิริยา Ni-Al2O3 จากการตกตะกอนร่วมในการเร่งปฏิกิริยาการผลิตกรีนดีเซล

Abstract

บทคัดย่อ
งานวิจัยนี้ศึกษาผลของปริมาณ NiO บนตัวเร่งปฏิกิริยา Ni-Al2O3 ที่สังเคราะห์จากการตกตะกอนร่วม โดยเติม NiO ที่ปริมาณ 0, 20, 40, 60, 80 และ 100 %wt โดยศึกษาคุณลักษณะของตัวเร่งปฏิกิริยาด้วยเทคนิค XRD, N2 adsorption-desorption, TEM และ SEM-EDS ซึ่งหลังจากนั้นนำตัวเร่งปฏิกิริยาที่สังเคราะห์ได้มาผ่านการกระตุ้นด้วยแก๊สไฮโดรเจน และทดสอบความว่องไวของตัวเร่งปฏิกิริยาโดยใช้ปฏิกิริยาดีออกซิเจเนชันของกรดโอเลอิกในเครื่องปฏิกรณ์แบบกะที่อุณหภูมิ 310°C ความดันของแก๊สไฮโดรเจน 40 bar เป็นเวลา 4 h และวิเคราะห์ผลิตภัณฑ์ด้วยเครื่องแก๊สโครมาโทกราฟ จากผลการศึกษาคุณลักษณะพบว่าการเตรียมตัวเร่งปฏิกิริยา Ni-Al2O3 โดยใช้วิธีการตกตะกอนร่วมที่ไม่ได้ผ่านการกระตุ้นด้วยแก๊สไฮโดรเจน สามารถพบผลึก β-Ni(OH)2 และ Al(OH)3 และตัวเร่งปฏิกิริยาที่สังเคราะห์ได้มีขนาดรูพรุนเป็นขนาดเมโซ นอกจากนี้ยังพบว่าโลหะ Ni สามารถยึดเกาะบนผิวของอะลูมินาได้สูงสุดเพียง 19%wt และศึกษาความว่องไวในการเร่งปฏิกิริยาดีออกซิเจเนชันของตัวเร่งปฏิกิริยา Ni-Al2O3(R) ที่ผ่านการกระตุ้นด้วยแก๊สไฮโดรเจนแล้ว พบว่าตัวเร่งปฏิกิริยา 80Ni-Al2O3(R) จะให้ค่าการเปลี่ยนของกรดโอเลอิกสูงสุดที่ 68% และให้ผลได้ของน้ำมันดีเซลสูงสุดในช่วง C17 ผ่านปฏิกิริยาดีคาร์บอนิเลชันและปฏิกิริยาดีคาร์บอกซิเลชันโดยให้ผลได้ในช่วง C14-C18 ซึ่งเป็นกรีนดีเซลถึง 54% ที่เวลาในการทำปฏิกิริยา 240 min เนื่องจากตัวเร่งปฏิกิริยา 80Ni-Al2O3(R) มีปริมาณ Ni บนพื้นผิวตัวเร่งปฏิกิริยาสูงที่สุด มีการกระจายตัวของ NiO ที่ดี และมีขนาดรูพรุนเฉลี่ยสูง ส่วนตัวเร่งปฏิกิริยา 0Ni-Al2O3(R) จะไม่สามารถเร่งปฏิกิริยาดีออกซิเจเนชัน โดยสังเกตได้จากผลได้ของสารประกอบไฮโดรคาร์บอนที่ไม่ถึง 1%

Effect of NiO Loading on the Catalytic Activity of Ni-Al2O3 Catalyst by Co-precipitation for Green Diesel Production
Abstract
This project studied the effect of nickel loading on Ni-Al2O3 catalyst with preparation by
co-precipitation method. The amount of NiO was 0, 20, 40, 60, 80 and 100%wt. The catalysts were characterized by XRD, N2 adsorption-desorption, TEM and SEM-EDS techniques. Then, the synthesized catalysts were activated with H2 superior to test with deoxygenation of oleic acid in a batch reactor. The reaction was operated at a temperature of 310°C for 4 h using H2 pressure of 40 bar and analyzed the product with gas chromatograph. The characterization results revealed that the presence of crystal phase of β-Ni(OH)2 and Al(OH)3 was obtained for non-activation Ni-Al2O3 catalyst synthesized by co-precipitation. The synthesized catalysts were mesoporous structures. Moreover, only 19%wt of Ni metal was detected on the alumina surface. The catalytic activities via deoxygenation were determined using Ni-Al2O3(R) catalyst activated with H2. The 80Ni-Al2O3(R) catalyst provided 68% conversion of oleic acid with maximum C17 yield via decarbonylation and decarboxylation. 54% of C14-C18 yield as a green diesel was obtained at reaction time of 240 min. This was due to the 80Ni-Al2O3(R) catalyst was the highest Ni on the catalyst surface area, high NiO dispersion and high average pore size. While, 0Ni-Al2O3(R) catalyst could not be active for deoxygenation, this can be seen from the lowest hydrocarbon yield less than 1%.