ارزیابی عملکرد کاتالیزورهای اکسید مختلط CeO۲-MnOx بارگذاری شده بر ZSM-۵ در اکسیداسیون اتیل استات

چکیده مقاله

کاتالیزورهای اکسید مختلط فلزی CeO2-MnOx (نسبت مولی 3/1=Mn/Ce) بارگذاری شده بر پایه ZSM-5 با درصد های بارگذاری مختلف با روش سل-ژل احتراقی تهیه شد. خواص فیزیکی شیمیایی کاتالیزورهای تهیه شده با روش های پراش اشعه ایکس (XRD)، میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) و آنالیز جذب نیتروژن با ایزوترم BET شناسایی شد. نتایج XRD و SEM تایید کننده ساختار نانو کریستالی اکسیدهای مختلط فلزی CeO2-MnOx بارگذاری شده و همچنین توزیع بالای آنها بر سطح ZSM-5 بود. در ادامه، کارایی کاتالیزورهای تهیه شده در اکسایش کاتالیزوری اتیل استات به عنوان مدلی از ترکیبات آلی فرار در یک رآکتور بستر ثابت در فشار اتمسفری بررسی شد. تاثیر برخی پارامترها مانند درصد بارگذاری CeO2-MnOx، دمای عملیات اکسیداسیون، زمان عملیات اکسایش و حضور بخار آب بر میزان تبدیل کاتالیزوری اتیل استات نیز بررسی شد. با بارگذاری اکسید مختلط فلزی CeO2-MnOx بر روی ZSM-5 فعالیت آن افزایش یافت. این افزایش به دلیل حضور سایت های فعال فلزی و خاصیت اکسایش کاهش بالای اکسید فلزی مختلط می باشد. ضمنا افزایش مقدار بارگذاری تا wt.% 20، منجر به افزایش فعالیت کاتالیزور شد. با افزایش دمای واکنش رآکتوری نیز درصد تبدیل اتیل استات افزایش داشت و بالاترین عملکرد در دمای ˚C 350 حاصل شد. همچنین حضور بخار آب در خوراک راکتوری، باعث کاهش عملکرد کاتالیزوری نمونه های تهیه شده گردید. بهترین کاتالیزور با درصد تبدیل 99% بر روی کاتالیزور CeO2-MnOx/ ZSM-5 با درصد بارگذاری 20% در دمای ˚C 350 بدست آمد.