مطالعه اکسیداسیون کاتالیزوری ترکیبات آلی فرار (vocs)، توسط کاتالیزورهای اصلاح شده تک فلزی و دو فلزی فلزات واسطه بر پایه زئولیت hzsm-5 در یک راکتور لوله ای بستر ثابت

یکی از تکنیکهای موثر در حذف ترکیبات آلی فرار، اکسایش کاتالیزوری کامل این ترکیبات در دمای پایین تر و تبدیل آنها به ترکیبات بی اثر مانند آب و دی اکسید کربن می باشد. از مزایای مهم اکسایش کاتالیزوری می توان به انجام فرایند در دمای پایین تر، مصرف انرژی کمتر، تولید محصولات جانبی ناچیز و راندمان تبدیل بالا اشاره نمود. در کار پژوهشی حاضر ابتدا حذف آلاینده معینی بر روی کاتالیزورهای hzsm-5 انجام گرفته وhzsm-5 با نسبتsio2/al2o3 برابر 14 به عنوان زئولیت پایه انتخاب گردید. سپس مش بندی و جریانهای خوراک متفاوت، به منظور بررسی تاثیر مقاومت انتقال جرم، ارزیابی گردید. در ادامه بارگذاری فلزات واسطه از قبیلag, fe, mn, cr, co, cu, ni بر روی زئولیت پایهhzsm-5 با روش مبادله یون انجام گرفته و اکسایش کاتالیزوری اتیل استات در دماهای مختلف ارزیابی گردید، با توجه به اینکهag-zsm-5 نسبت به سایر کاتالیزورها فعالیت بالایی را نشان داد، بعنوان کاتالیزور پایه برای کاتالیزورهای دو فلزی انتخاب گردید. کاتالیزورهای دو فلزی کارایی بیشتری نسبت به کاتالیزورهای تک فلزی نشان دادند. در ضمن تصاویر tem اکسیدهای فلزی در اندازه کوچکنر از nm20 بصورت پراکنده بر روی پایه کاتالیزور را تائید کردند. آنالیز xps نیز وجود گونه های cu2+, co3+, ni2+ ,fe3+ را در کاتالیزورهای دو فلزی اثبات نمودند. با توجه به اینکه میزان بارگذاری در روش مبادله یون یکسان نبوده و با افزودن فلز دوم همیشه مقداری از فلز اول از زئولیت خارج می شود به اصلاح کاتالیزورها با روش تلقیح و تاثیر افزایش انواع فلزات واسطه بر روی کاتالیزور ag-zsm-5 پرداخته شد. مقایسه فعالیت کاتالیزورها نشان داد که کاتالیزورهای اصلاح شده با روش تلقیح دارای فعالیت بیشتری از کاتالیزورهای تهیه شده با روش مبادله یون می باشند. از مزایای دیگر این روش می توان به بارگذاری مشخص فلزات واسطه، زمان کمتر برای تهیه کاتالیزور و حذف مرحله شستشو اشاره نمود. بعد از انتخاب کاتالیزور فعالfe-ag-zsm-5، در ادامه به بررسی تاثیر عوامل موثر در اکسایش اتیل استات پرداخته شد که عبارت بودند از: دمای کلسیناسیون، دمای واکنش، غلظت اولیه آلاینده، حذف مخلوطی از آلاینده ها و تاثیر رطوبت. از مدل شبکه عصبی برای مدل سازی فرایند اکسیداسیون کاتالیزوری با کاتالیزورهای fe-zsm-5 و fe-ag-zsm-5 استفاده گردید، نتایج حاصل از مدل و شبکه عصبی مصنوعی مطابقت خوبی را نشان دادند. همچنین از روش رویه پاسخ سطح برای مدل سازی و بهینه سازی فرایند اکسیداسیون کاتالیزوری اتیل استات بر روی کاتالیزور fe-ag-zsm-5 استفاده شد و تاثیرات منفرد و متقابل متغییرهای مستقل فرایند بر روی متغیر پاسخ (راندمان حذف) بررسی گردید. شرایط بهینه بدست آمده توسط روش رویه پاسخ برای متغیرهای میزان نقره بارگذاری شده، آهن بارگذاری شده، دمای کلسیناسیون و دمای واکنش به ترتیب برابر wt%5، wt% 4/2،°c580 و ،°c250 بدست آمد.