حذف کاتالیتیکی مونوکسید کربن از جریان هوا با استفاده از نانوکاتالیست های مخلوط اکسید های مس و روی تثبیت شده بر روی بستر دیاتومیت

مونوکسید کربن (co) گازی بی رنگ، بی بو و بسیار سمی است، دانسیته این گاز نزدیک به دانسیته هوا است و توسط فرآیندهای طبیعی و مصنوعی تولید می شود. خروجی اتومبیل ها مهم ترین منبع انتشار مونوکسید کربن در شهرها می باشند. تنفس گاز مونوکسید کربن می تواند منجر به ایجاد مشکلات قلبی و عروقی و مرگ گردد، بنابراین مونوکسید کربن باید به وسیله روش ها و اصول مهندسی کنترل گردد. در این پژوهش اکسیداسیون کاتالیتیکی مونوکسید کربن با استفاده از نانو ذرات اکسید مس و روی تثبیت شده بر روی بستر دیاتومیت اصلاح شده توسط اسید و گاما آلومینا، بررسی گردید. ویژگی های کاتالیست های آماده شده توسط روش های میکروسکوپ الکترونی روبشی (sem)، bet، تخلخل سنجی (porosimetry)، xrd، xrf، آنالیز edx و آنالیز tpr مورد بررسی قرار گرفت. تأثیر دمای واکنش، زمان تماس، مقدار بارگذاری نانو ذرات و دمای کلسیناسیون بر روی فعالیت کاتالیستی نانو ذرات اکسید مس و اکسید روی تثبیت شده بر روی بستر دیاتومیت در شرایط مختلف متغیرها در یک راکتور لوله ای با جریان مداوم که توسط کاتالیست های آماده شده پر می شد، با استفاده از دستگاه آنالیز گاز (delta 1600 s-iv) مطالعه شد. به منظور افزایش سطح ویژه دیاتومیت و تثبیت بهتر نانو کاتالیست ها از گاما آلومینا به عنوان لایه واش–کوت برای پوشش دیاتومیت استفاده شد. نتایج نشان داد که دیاتومیت به خاطر دارا بودن سطح ویژه بالا، هزینه کم، تخلخل مناسب و قدرت جذب بالا گزینه مناسبی برای پایه کاتالیست می باشد. بعد از تیمار اسیدی و اصلاح دیاتومیت توسط گاما آلومینا سطح ویژه دیاتومیت تا m2/g95 افزایش می یابد. سطح ویژه کاتالیست ها با افزایش دمای تثبیت تغییر زیادی نداشته و بیشترین سطح ویژه (m2/g 118) مربوط به کاتالیست cuo با غلظت 4% می باشد که در دمای 300 درجه سانتیگراد بر روی دیاتومیت تثبیت شده است. حداکثر کارایی این کاتالیست برای حذف مونوکسید کربن، 90 درصد در دمای 400 درجه سانتیگراد بود. بیشترین سطح ویژه (m2/g 195) مربوط به کاتالیست cu80zn20 می باشد که در دمای 400 درجه سانتیگراد بر روی دیاتومیت تثبیت شده است. درصد تخلخل و حجم کل منافذ بعد از نشاندن نانوکاتالیست ها بر روی دیاتومیت کاهش یافته است. در دمای °c 200، تبدیل co به co2 حدود 60% بود که در مقایسه با زمانی که فقط از نانو ذرات اکسید مس استفاده شده است، 25% افزایش در راندمان تبدیل co به co2 را نشان می دهد. اثر سینرژیستی قابل توجهی در تبدیل مونوکسید کربن به دی اکسید کربن توسط نانو ذرات اکسید مس و روی مخلوط، مشاهده شد به این صورت که حداکثر اکسیداسیون 100% مونوکسید کربن در دمای 300 درجه سانتیگراد با استفاده از کاتالیست تهیه شده مخلوط اکسید مس و روی با درصد مولی (80 درصد cuo و 20 درصد zno) به دست آمد.