การเสื่อมสภาพของตัวเร่งปฏิกิริยาไอรอน-โมลิบเดตในอุตสาหกรรมการผลิตฟอร์มัลดีไฮด์

Abstract

การเสื่อมสภาพของตัวเร่งปฏิกิริยาไอรอน-โมลิบเดต ได้ถูกศึกษาในงานวิจัยนี้ ตัวอย่างตัวเร่งปฏิกิริยาที่ผ่านการใช้งานแล้วเป็นระยะเวลา 1.5 ปี ภายใต้อุณหภูมิ 260-400 องศาเซลเซียส ความดัน 0.5-1.0 บาร์ ถูกนำมาศึกษาสาเหตุการเสื่อมสภาพด้วยวิธีต่างๆ ได้แก่ วัดพื้นที่ผิว (BET) เอ็กซเรย์ฟลูออเรสเซนซ์ (XRF) เครื่องวิเคราะห์หาปริมาณธาตุ (ICP) กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบส่องกราด (SEM) เครื่องวิเคราะห์ผลึก (XRD) และ รามานสเปกโตรสโคปี (Raman spectroscopy) เพื่อเปรียบเทียบกับตัวเร่งปฏิกิริยาที่ยังไม่ผ่านการใช้งานและระหว่างชั้น Pure catalyst กับ Mixed catalyst ในแต่ละจุดของเครื่องปฏิกรณ์ จากการวัดพื้นที่ผิวของตัวเร่งปฏิกิริยาที่ใช้งานแล้วพบว่ามีขนาดพื้นที่ผิวลดลง จากผลการวิเคราะห์ XRF และ ICP พบว่าปริมาณของสาร MoO₃ ในชั้นของ Mixed catalysts มีปริมาณลดลงแต่ขณะเดียวกันปริมาณของ Fe₂O₃ กลับเพิ่มปริมาณขึ้น ผลการวิเคราะห์ของ XRD และ Raman spectroscopy พบสารประกอบ 2 ชนิดคือ Fe₂(MoO₄)₃ และ MoO₃ ทั้งในชั้นของ Pure catalyst และ Mixed catalyst แต่ในชั้นของ Mixed catalyst ของตัวเร่งปฏิกิริยาที่ใช้งานแล้วจะพบพีคของ MoO₃ ลดลงเมื่อเทียบกับตัวเร่งปฏิกิริยาที่ยังไม่ใช้งาน ผลการทดลองเมื่อนำตัวเร่งปฏิกิริยาไปแคลไซน์ที่อุณหภูมิ 300, 400 และ 500˚C เป็นเวลา 6 ชั่วโมง พบว่าพื้นที่ผิวของตัวเร่งปฏิกิริยาลดลงไป 55% และ 45% ในชั้น Pure catalyst และ Mixed catalyst ตามลำดับ และเมื่อวิเคราะห์ด้วย XRD และ Raman spectroscopy พบสารประกอบ 2 ชนิดคือ Fe₂(MoO4)₃ และ MoO₃ เช่นเดียวกันในทุกๆ อุณหภูมิ