مشخصات پژوهش

عنوان	اصلاح نانوکاتالیست Pt/Al2O3-CeO2 با بکارگیری فناوری های اولتراسوند و پلاسما جهت استفاده در حذف تولوئن از گازهای آلوده به روش اکسیداسیون کامل
نوع پژوهش	نوآوری
کلیدواژه‌ها	اکسیداسیون تولوئن، فناوری التراسوند، فناوری پلاسما، اصلاح خواص نانوکاتالیست، Pt/Al2O3-CeO2
چکیده	در این اختراع، نانوکاتالیست Pt(1wt. %)/Al2O3-CeO2(30wt. %) به روش اولتراسوند با موفقیت سنتز و با استفاده از تکنولوژی پلاسما فرآوری شد. بمنظور مقایسه و بررسی تأثیر بکارگیری فناوریهای اولتراسوند و پلاسما بر کارآیی کاتالیستی، دسته ای از کاتالیست های Pt/Al2O3-CeO2 با روش های تلقیحی و تلقیحی فرآوری شده با استفاده از فناوری پلاسما و یا اولتراسوند نیز سنتز گردید. آنالیزهای XRD، FESEM، EDAX، FTIR و نیز آنالیز جذب و دفع نیتروژن جهت تعیین خصوصیات نانوکاتالیست های سنتزی بکار گرفته شد و در نهایت کارآیی آنها در فرآیند اکسیداسیون کاتالیستی تولوئن مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج حاصل از XRD مؤید تشکیل فاز کریستالی مکعب شکل اکسید سریم با اندازه کریستالی تقریباً 7/8 نانومتر، بدست آمده توسط رابطه شرر، در ساختار نانوکاتالیست برای تمامی نمونه ها می باشد. تصاویر FESEM و EDAX بیانگر سنتز تمامی نمونه ها در مقیاس نانومتری با توزیع یکنواختی از نانوذرات بر روی سطح می باشند. نانوذرات تشیکل شده بر روی سطح نمونه سنتزی درنتیجه بکارگیری فناوری های پلاسما و اولتراسوند، اندازه کوچکتر و یکنواخت تر و نیز توزیع بهتری بخصوص در مقایسه با نمونه تلقیحی دارند بطوریکه متوسط اندازه ذرات نانوکاتالیست سنتزی در اختراع حاضر تقریباً 25 نانومتر بوده و همچنین 100% ذرات آن دارای ابعاد کمتر از 60 نانومتر می باشند. اگرچه ایزوترم های جذب و دفع نیتروژن مؤید وجود ساختار مزو با حجم و قطر حفرات و نیز سطح ویژه بالا در تمامی نمونه های تهیه شده است، ولی می توان گفت که نمونه سنتزی با بکارگیری تکنولوژی های پلاسما و اولتراسوند خواص سطحی بهبود یافته ای از خود نشان می دهد که در تطابق با نتایج حاصل از آنالیز FESEM می باشد. بطور کلی، این مشاهدات بیانگر اثرات مثبت بکارگیری تکنولوژی های پلاسما و اولتراسوند در سنتز کاتالیست بر مورفولوژی و توزیع ذرات نمونه سنتزی به روش تلقیح و در نتیجه بهبود خواص سطحی کاتالیست می باشند. نتایج ارزیابی راکتوری نشان داد که با افزایش دما میزان فعالیت کاتالیستی تمامی نمونه ها افزایش می یابد. بعلاوه، نتایج حاصل حاکی از آن است که در تمامی دماها میزان فعالیت کاتالیست های فرآوری شده بخصوص نمونه اولتراسوند بهبود یافته با پلاسما بیش از کاتالیست تلقیحی بوده و دمای فعالیت کاتالیست Pt/Al2O3-CeO2 از ºC240 به ºC180 کاهش می یابد. مشاهده می شود که کاتالیست سنتز شده حتی در شرایط عملیاتی تقریباً صنعتی یعنی غلظت ها و WHSVی بالا، هم توانایی بسیار مناسبی برای حذف تولوئن دارد. با بررسی روند پایداری نانوکاتالیست سنتزی در اختراع حاضر در دو دمای 180 و ºC240 به مدت 24 ساعت مشاهده شد که فعالیت کاتالیست سنتزی با بکارگیری فناوری های پلاسما و اولتراسوند دچار تغییر محسوسی نخواهد شد.
پژوهشگران	پویا استیفایی (نفر سوم)، فرهاد رحمانی چیانه (نفر دوم)، محمد حقیقی (نفر اول)