文章基本信息

标题：اکسیداسیون کاتالیتیکی مونوکسید کربن با استفاده از نانوذرات اکسید مس تثبیت شده بر روی دیاتومیت
其他标题：Catalytic oxidation of carbon monoxide using copper oxide nanoparticles supported on diatomite
本地全文：下载
作者：saeed dehestani athar ; hasan asilian ; ahmad jonidi 等
期刊名称：Iran Occupational Health
印刷版ISSN：1735-5133
电子版ISSN：2228-7493
出版年度：2013
卷号：10
期号：1
页码：51-59
语种：Persian
出版社：Tehran University of Medical Sciences
摘要：زمینه و هدف : در این مطالعه اکسیداسیون کاتالیتیکی مونوکسید کربن بر روی نانوذرات اکسید مس تثبیت شده بر روی بستر دیاتومیت بررسی گردید و نشان داده شد که چگونه دیاتومیت ارزان قیمت میتواند به عنوان پایه کاتالیست استفاده گردد. روش بررسی : ویژگیهای کاتالیست های آماده شده توسط روشهای میکروسکوپ الکترونی روبشی ( SEM )، BET ، تخلخل سنجی ( porosimetry ) و آنالیز EDX مورد بررسی قرار گرفت. تاثیر متغیرهای دمای واکنش، دمای کلسیناسیون و میزان بارگذاری نانوذرات اکسید مس بر روی فعالیت کاتالیستی نانوذرات اکسید مس تثبیت شده بر روی بستر دیاتومیت در شرایط مختلف در یک راکتور لوله ای با جریان مداوم مطالعه شد. یافتهها: نتایج نشان میدهد که دیاتومیت به خاطر دارا بودن ویژگیهای بینظیر، گزینه مناسبی برای پایه کاتالیست میباشد. این کاتالیست دارای فعالیت کاتالیستی و پایداری حرارتی بالایی میباشد. فعالیت و رفتار کاتالیتیکی به اندازه نانوذرات، دمای واکنش، زمان تماس و مقدار نانوذرات بستگی دارد. کاتالیست دارای CuO با غظت 4 درصد وزنی، در دبی 0.5 لیتر بر دقیقه و در دمای 400 درجه سانتیگراد بیشترین فعالیت کاتالیتیکی را نشان داد. نتیجهگیری: دیاتومیت که نوعی از مواد متخلخل طبیعی فراوان است میتواند به عنوان یک پایه کاتالیست مناسب عمل نماید. ویژگیهای شیمیایی و فیزیکی بی نظیر دیاتومیت مانند منافذ میکروسکوپی فراوان با قابلیت جذب خوب، دانسیته کم، نفوذ پذیری زیاد، مساحت سطح مناسب و مقاومت حرارتی بالا و تثبیت خوب نانوذرات اکسید مس بر روی آن منجر به فعالیت کاتالیستی پایدار و بالای این کاتالیست برای اکسیداسیون مونوکسید کربن میگردد.
其他摘要：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.
关键词：مونوکسید کربن; اکسیداسیون کاتالیتیکی; نانوذرات اکسید مس; دیاتومیت
其他关键词：Carbon monoxide; catalytic oxidation; copper oxide nanoparticle; diatomite