تأثیر افزودن سریا در عملکرد نانوکاتالیستPt/CeO2-Clinoptilolite در حذف تولوئن از هوای آلوده به روش اکسیداسیون کاتالیستی

جلوگیری از آلودگی هوا و تصفیه آن دارای اهمیت خاصی از دیدگاه زیست محیطی می باشد. در این تحقیق با توجه به اهمیت موضوع، نانوکاتالیست پلاتین بر روی پایه نانوکامپوزیتی سریا-کلینوپتیلولیت اصلاح شده با اسید نیتریک به روش رسوبی و فرآوری شده با استفاده از انرژی اولتراسوند با موفقیت سنتز و برای حذف تولوئن از هوای آلوده استفاده شد. بمنظور مقایسه و بررسی تأثیر بکارگیری سریا بر کارآیی کاتالیستی، کاتالیست Pt/CeO2-Clinoptilolite حاوی 1% جرمی فلز پلاتین با مقادیر بارگذاری متفاوت 20% و 30% جرمی سریا سنتز گردید. آنالیزهای XRD، FESEM، BET و FTIR 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 تخریب ساختار کلینوپتیلولیت در نتیجه فرآوری اسیدی و نیز توزیع مناسب سریا در ساختار کاتالیست برای نمونه های کاتالیستی می باشد. تصاویر FESEM بیانگر سنتز تمامی نمونه ها در مقیاس نانومتری و کاهش اندازه ذرات و درنتیجه بهبود ساختار مورفولوژیکی با افزایش مقدار بارگذاری سریا بر روی کلینوپتیلولیت می باشند. نتایج بدست آمده از آنالیز BET نمونه های مختلف نشان داد که فرآوری اسیدی زئولیت خام و نیز افزودن سریا به آن سبب افزایش چشمگیر سطح ویژه نانوکاتالیست می شود به گونه-ای که در نانوکاتالیست Pt/CeO2 (30%)-Clinoptilolite بیشترین میزان سطح ویژه ( m2/gr6/93) مشاهده شد که در تطابق با نتایج حاصل از آنالیز FESEM است. بطور کلی، این مشاهدات بیانگر اثرات مثبت بکارگیری سریا در سنتز کاتالیست بر مورفولوژی و در نتیجه بهبود خواص سطحی کاتالیست می باشند. نتایج ارزیابی راکتوری نشان داد که افزودن سریا به ساختار کاتالیست و نیز افزایش درصد آن سبب بهبود بازده حذف تولوئن و درنتیجه کارآیی کاتالیست می شود. همچنین، مشاهده شد که کاتالیست سنتز شده حتی در WHSVهای بالا هم توانایی بسیار مناسبی برای حذف تولوئن دارد.

کلیدواژه ها:

اکسیداسیون کاتالیستی ، تولوئن ، نانوکاتالیست Pt/CeO2-Clinoptilolite ، زئولیت طبیعی ، فرآوری اسیدی