پديد آورندگان :
اصيليان، حسن دانشگاه تربيت مدرس تهران - دانشكده علوم پزشكي - گروه بهداشت محيط و حرفه اي , دهستاني اطهر، سعيد دانشگاه تربيت مدرس تهران - دانشكده علوم پزشكي - گروه بهداشت محيط و حرفه اي , جنيدي جعفري، احمد دانشگاه تربيت مدرس تهران - دانشكده علوم پزشكي - گروه بهداشت محيط و حرفه اي , موسوي، غلامرضا دانشگاه تربيت مدرس تهران - دانشكده علوم پزشكي - گروه بهداشت محيط و حرفه اي
كليدواژه :
مونوكسيد كربن , اكسيداسيون كاتاليتيكي , نانوذرات اكسيد مس , دياتوميت
چكيده فارسي :
زمينه و هدف: در اين مطالعه اكسيداسيون كاتاليتيكي مونوكسيد كربن بر روي نانوذرات اكسيد مس تثبيت شده بر روي بستر دياتوميت بررسي گرديد و نشان داده شد كه چگونه دياتوميت ارزان قيمت مي تواند به عنوان پايه كاتاليست استفاده گردد.
روش بررسي: ويژگي هاي كاتاليست هاي آماده شده توسط روشهاي ميكروسكوپ الكتروني روبشي SEM، BET، تخلخل سنجي (porosimetry) و آناليز EDX مورد بررسي قرار گرفت. تاثير متغيرهاي دماي واكنش، دماي كلسيناسيون و ميزان بارگذاري نانوذرات اكسيد مس بر روي فعاليت كاتاليستي نانوذرات اكسيد مس تثبيت شده بر روي بستر دياتوميت در شرايط مختلف در يك راكتور لوله اي با جريان مداوم مطالعه شد.
يافته ها: نتايج نشان مي دهد كه دياتوميت به خاطر دارا بودن ويژگي هاي بي نظير، گزينه مناسبي براي پايه كاتاليست مي باشد. اين كاتاليست داراي فعاليت كاتاليستي و پايداري حرارتي بالايي مي باشد. فعاليت و رفتار كاتاليتيكي به اندازه نانوذرات، دماي واكنش، زمان تماس و مقدار نانوذرات بستگي دارد. كاتاليست داراي CuO با غظت 4 درصد وزني، در دبي 0.5 ليتر بر دقيقه و در دماي 400 درجه سانتيگراد بيشترين فعاليت كاتاليتيكي را نشان داد.
نتيجه گيري: دياتوميت كه نوعي از مواد متخلخل طبيعي فراوان است مي تواند به عنوان يك پايه كاتاليست مناسب عمل نمايد. ويژگي هاي شيميايي و فيزيكي بي نظير دياتوميت مانند منافذ ميكروسكوپي فراوان با قابليت جذب خوب، دانسيته كم، نفوذپذيري زياد، مساحت سطح مناسب و مقاومت حرارتي بالا و تثبيت خوب نانوذرات اكسيد مس بر روي آن منجر به فعاليت كاتاليستي پايدار و بالاي اين كاتاليست براي اكسيداسيون مونوكسيد كربن مي گردد.
چكيده لاتين :
Background and aims: Carbon monoxide (CO) is a highly toxic, colorless, and odorless gas with a density close to
the air, which is produced by natural processes and anthropogenic sources and is well known for its potential
harmful and poisonous effects on humans. Inhalation of carbon monoxide gas can impair the heart and central
nervous system. Diatomite supported nano copper oxide catalyst was used to investigate the catalytic oxidation of
carbon monoxide. In this study, it was shown that how a low cost diatomaceous earth can be used as catalyst
support.
Methods: The required amount of copper oxide nanoparticles placed into 200 ml deionized water to prepare
different concentrations (1wt%, 2wt%, 3wt%, 4 wt% and 5wt%) of nanoparticle, next the suspension liquid stirred
for 30 min at pH of 7 at room temperature, and then 100g diatomite was added to the above solution. The nano CuO
coating was implemented under sonication conditions in ultra sound bath for 20 min at room temperature, and gently
stirring was then carried out for 2h.The prepared catalysts were characterized by Brunauer-Emmett-Teller (BET)
surface area, scanning electron microscopy (SEM), X-ray diffraction (XRD) and porosimetry. The influence of
reaction temperature, CuO loading, and calcination temperature on the catalytic activity of copper oxide nanoparticle
supported on diatomite have been studied. Their catalytic behavior for CO oxidation was studied at different
conditions in a tubular reactor packed with catalyst using a multi-component NDIR gas analyzer (Delta 1600 S-IV).
Results: The catalytic behavior of catalyst was dependent on the nano copper oxide content, reaction temperature,
retention time and the particle size of the catalysts. The results show that diatomite is the promising candidate for
catalytic support due to its high surface area, high porosity, low thermal conductivity, very low cost and good
sorption ability of its porous media. The catalyst with 4wt % CuO content, in 0.5 l/min and at 400 ºC exhibited the
highest catalytic activity.
Conclusion: Diatomite, which is a type of widespread natural porous material, provides a suitable support.
Chemical and physical characteristics of this support are similar to cordierite. Due to the numerous fine microscopic
pores, cavities and channels good sorption ability, chemical inertness, low density, high surface area, unique
combination of physical and chemical properties, high permeability and excellent thermal resistance of diatomite,
there is a possibility to use it as a support in automotive catalytic converters and as a cost-effective substitute of
noble metals for carbon monoxide oxidation. In addition, these unique properties of diatomite can prevent sintering
and agglomeration of atoms.
