اکسیداسیون مونوکسیدکربن توسط نانوذرات اکسیدمس تثبیت شده بر روی زئولیت ۱۳X

مقدمه: مونوکسید کربن یکی از آلاینده های اصلی هوا است که به طور عمده از احتراق ناقص سوخت های فسیلی تولید می شود. وسایل نقلیه و صنایع از مهم ترین منابع انتشار این آلاینده می باشند. مونوکسید کربن یک گاز سمی برای انسان و حیوانات می باشد و همچنین دارای اثرات منفی بر محیط زیست است .اکسیداسیون مونوکسید کربن یک راه حل ساده و عملی جهت کنترل این آلاینده می باشد. هدف این مطالعه اکسیداسیون مونوکسید کربن توسط نانوذرات اکسید مس تثبیت شده بر روی بستر زئولیت X۱۳می باشد. روش : در این مطالعه با هدف ساخت نانوکاتالیست CuO/Zeolite۱۳X با درصدوزنی ۴، ۲/۸ گرم نمک استات مس یک آبه به ۱۰۰سیسی آب مقطر اضافه شد سپس دمای محلول به ۸۰درجه سانتی گراد افزایش یافت ومقدار مشخصی از گلوله های زئولیت X۱۳ به آن اضافه شد. سوسپانسیون بر روی حرارت همزده شد تا آب تبخیر شود سپس گلوله های آغشته به نمک استات مس به مدت ۳ساعت در کوره با دمای ۴۵۰درجه سانتی گراد کلسینه شدند و اکسیدمس حاصل شد. به منظور تعیین فعالیت کاتالیتیکی از راکتور بستر ثابت استفاده شد(شیشه کوارتز با قطر داخلی ۱۳میلیمتر و طول ۲۰سانتی متر). آزمایش ها در رنج دمایی، دمای محیط تا ۵۰۰درجه سانتی گراد، در فشار اتمسفر و دبی ۱ لیتر بر دقیقه (سرعت فضایی h-۱ ۲۲۶۴۱) انجام شد. از کپسول مونوکسیدکربن با خلوص %۹۹/۹۹به عنوان گاز آلاینده اصلی و از هوای تصفیه شده محیط (سیلیکاژل و سودالایم) به عنوان گاز حامل استفاده شد. غلظت گاز مونوکسیدکربن توسط شیرهای سوزنی و روتامترهای دارای شیر کنترل بر روی ۸۰۰پی پی ام تنظیم شد. برای آنالیز گاز خروجی از آنالیزور Vario Plus ساخت MRO آلمان استفاده شد، این دستگاهقادر است به طور همزمان گاز مونوکسید کربن، دی اکسید کربن و اکسیژن را اندازه گیری نماید. راندمان تبدیل مونوکسید کربن به دی اکسید کربن توسط رابطه ۱ محاسبه گردید.به منظور بررسی ویژگیهای مورفولوژیکی و ساختاری تست های BET، EDX، FE-SEM و XRF انجام شدند. یافته ها: بر اساس نتایج بدست آمده و همانطور که انتظار میرفت با افزایش دما راندمان تبدیل مونوکسیدکربن افزایش می یابد. نانوکاتالیست CuO/Zeolite۱۳X در دماهای کمتر از ۱۰۰درجه سانتی گراد غیرفعال می باشد. در دمای ۱۰۰درجه سانتی گراد راندمان تبدیل مونوکسیدکربن به %۶/۷۷رسید و در دمای ۳۰۰درجه سانتی گراد به %۴۳و در دمای ۵۰۰درجه سانتی گراد به ۹۲%/۹۶رسید. تصاویر تهیه شده از تست میکروسکوپ الکترونی روبشی نشان دهنده توزیع یکنواخت نانوذرات اکسیدمس بر روی سطح زئولیت X۱۳ می باشند بر اساس نتایج بدست آمده از تست EDX نانوذرات اکسید مس با درصد وزنی % ۵/۴ بر روی بستر زئولیت X۱۳ تثبیت شده اند. بر اساس نتایج بدست آمده از تست Al۲O۳، XRF و SIO۲ با درصدهای ۲۳/۳۹۷ و ۴۵/۱۰۸ از اجزاء اصلی زئولیت X۱۳ می باشند که نشان دهنده ساختار آلومیناسیلیکاتی این ماده می باشند،زئولیت X۱۳ نوع سدیمی زئولیت X می باشد که وجود ۱۱/۳۳۶درصد Na۲O در ساختار این ماده تایید کننده این موضوع می باشد. نتیجه گیری: این مطالعه با هدف تعیین راندمان تبدیل مونوکسیدکربن توسط نانوکاتالیست CuO/Zeolite۱۳X انجام شد. براساس نتایج بدست آمده این کاتالیست راندمان و پایداری حرارتی قابل قبولی در اکسیداسیون مونوکسیدکربن دارد. اما بر اساس مطالعات پیشین میتوان با تغییر روش ساخت و استفاده از نانوذرات در ابعاد کوچکتر(۵نانومتر) دمای واکنش را کاهش داد.