ساخت کاتالیست های نانوساختار اکسید کبالت-اکسید منیزیم جهت واکنش اکسیداسیون منوکسید کربن در دمای پایین

در این پژوهش به اکسیداسیون منوکسیدکربن در دماهای پایین توسط نانو کاتالیزورهای اکسید مخلوط منیزیم-کبالت ساخته شده به روش هم رسوبی پرداخته شده است. در مرحله اول این پژوهش سعی شد با افزودن 10% اکسید کبالت با روش تلقیح به پایه های مختلف همچون اکسید منیزیم، آلومینات منیزیم و زیرکونیا، مناسب ترین پایه در راستای عملکرد بهتر اکسید کبالت در این واکنش انتخاب شود. پس از انتخاب بهترین پایه از بین پایه های مورد آزمایش (اکسید منیزیم)، روش هم رسوبی برای ساخت کاتالیزور های اکسید مخلوط کبالت-منیزیم مورد استفاده و عملکرد این کاتالیزورها در اکسیداسیون منوکسیدکربن در مقابل کاتالیزور های به دست آمده از روش تلقیح، مورد بررسی قرار گرفت. نتایج آزمایش نشان داد که کاتالیزورهای تهیه شده به روش هم رسوبی فعالیت بهتری داشتند. بنابراین در مرحله بعد کاتالیزورهای منیزیم-کبالت با درصدهای مختلف کبالت (wt.% 40-5) ساخته شده و مورد ارزیابی رآکتوری قرار گرفت. کاتالیزور حاوی 30% کبالت با مساحت سطح m2/gr 21/78 بهترین عملکرد را از خود نشان داده و قادر به حذف کامل منوکسیدکربن در دمای c° 240 بود. این کاتالیزور مزوحفره، پایداری بالایی را در حضور عوامل غیر فعال کننده از جمله 10% دی اکسیدکربن و 10% بخار آب از خود نشان داده و بعد از گذشت 30 ساعت در شرایط واکنش، فعالیت خود را حفظ کرد. در این مرحله همچنین اثر شرایط فرآیندی مختلف مانند محیط آماده سازی کاتالیزور قبل از انجام واکنش، تأثیر نحوه خوراک دهی، تکرار پذیری عملکرد کاتالیزور در شرایط واکنش و نیز تأثیر دمای کلسیناسیون روی کاتالیزور comg30 بررسی شد و نتایج نشان داد که استفاده از محیط آماده سازی اکسید کننده و دمای کلسیناسیون c°400 بهترین نتیجه را روی عملکرد این کاتالیزور داشته و تکرار پذیری قابل قبولی در محیط واکنش دارد. در مرحله آخر، روش تاگوچی به عنوان روشی رایج در طراحی آزمایش های صنعتی، برای بهینه سازی شرایط ساخت به منظور رسیدن به بالاترین فعالیت کاتالیزوری روی کاتالیزور حاوی wt.%30 کبالت، در اکسیداسیون دما پایین منوکسیدکربن مورد استفاده قرار گرفت. نتایج نشان داد که کاتالیزور منیزیم-کبالت ساخته شده با شرایط بهینه یعنی با انتخاب دمای پیرسازی ?c30، 11=ph، زمان پیرسازی h 5/0و همچنین مولاریته محلول منیزیم و کبالت برابر با 15/0، دارای عملکرد مناسب تری در شرایط واکنش اکسیداسیون منوکسیدکربن بوده و در دمای ?c210 به 100% تبدیل می رسد. اندازه ذرات نمونه بهینه حدود 7-5 نانومتر بود.