ارزیابی روش های موثر بر بهبود خواص کاتالیستی نانوساختار اکسیدآهن حاصل از پسماندهای صنعتی، به منظور حذف آلاینده های محیط زیستی

حذف گازهای مونواکسیدکربن و هیدروکربن های فرار نظیر متان خروجی از اگزوز اتومبیل ها و دودکش صنایع، اهمیت بسیاری در کاهش آلودگی هوا و اثرات گلخانه ای ناشی از آن ها دارد. بدین منظور تحقیقات گسترده ای در رابطه با مواد کاتالیست اکسیدی جهت کاهش و فیلتراسیون این گازهای آلاینده انجام گرفته است. در این پژوهش، رفتار پودرهای اکسیدآهن که محصول جانبی بخش اسید شویی کارخانجات تولید ورق های فولادی می باشند جهت کاهش و حذف گاز مونواکسیدکربن از گازهای آلاینده مورد بررسی قرار گرفته است. پیش از بررسی های کاتالیستی، مشخصه یابی پودرها صورت گرفته است. جهت بررسی ساختار پودرها و همچنین بررسی اندازه ذرات از روش های xrd و tem استفاده شده است. همچنین سطح ویژه پودرها به روش bet اندازه گیری گردیده است. جهت بررسی تاثیر سایز ذرات بر روی میزان تبدیل، پودرها آسیاب شده اند و به منظور بررسی تاثیر مخلوط سازی پودرهای اکسید آهن هماتیتی با اکسید فلزات واسطه دیگر، این اکسیدها با اکسیدکبالت و اکسیدمس، به روش مخلوط سازی با آسیاب، کامپوزیت سازی شده اند. پس از آن بررسی های کاتالیستی بر روی پودرها شامل مطالعه اثر دما، میزان مواد کاتالیستی، دبی گاز ورودی،اثر ترکیب کردن با اکسیدهای مس و کبالت، بررسی پایداری سیکلی و پایداری در زمان طولانی انجام گرفته است. مباحث مربوط به سینتیک واکنش ها نیز بررسی شده است. نتایج نشان داده است که پودرهای مورد استفاده دارای ساختار ?-fe2o3بوده و اندازه ذرات آن به طور متوسط 531 نانومتر است. سطح ویژه پودرها 33/4 مترمکعب بر گرم اندازه گیری شده که با آسیاب کردن این مقدار به 10.52 افزایش یافته است. همچنین آزمون های کاتالیستی نشان داده اند، دمای شروع واکنش کاتالیستی برای اکسیدآهن هماتیتی ضایعاتی 300 درجه سانتی گراد است و در غلظت های اندازه گیری شده از گاز مونواکسیدکربن در این پژوهش، حذف کامل در دمای حدود600 درجه سانتی گراد صورت می گیرد که این دما برای نمونه های ترکیبی با اکسیدهای مس و کبالت به طور چشمگیری کاهش و به ترتیب به 260و 280 درجه سانتی گراد کاهش یافته است. میزان فعالیت کاتالیست اکسیدی پودرها به طور کلی با افزایش جرم کاتالیست استفاده شده و کاهش دبی گاز ورودی و کاهش سایز ذرات افزایش می یابد. همچنین ایجاد ترکیب کامپوزیتی با اکسیدکبالت و مس، تاثیر بسیار چشمگیری در افزایش میزان تبدیل دارد. همچنین آزمون پایداری نشان می دهد، فعالیت کاتالیستی پودرها در مدت زمان طولانی (500 دقیقه) نه تنها کاهش نیافته، بلکه افزایش نیز یافته است. بطور کلی می توان گفت، محصولات جانبی بخش اسیدشویی واحد نورد سرد کارخانجات فولاد با داشتن سطح ویژه نسبتا بالا قابلیت زیادی جهت استفاده بعنوان کاتالیست اکسیدی دارند.