خلاصه اختراع :

در این اختراع، نانوكاتالیست Pt(1wt. %)/Al2O3-CeO2(30wt. %) به روش اولتراسوند با موفقیت سنتز و با استفاده از تكنولوژی پلاسما پسافرآوری شد. بمنظور مقایسه و بررسی تأثیر بكارگیری فناوری-های اولتراسند و پلاسما بر كارآیی كاتالیستی، دسته ای از كاتالیست های Pt/Al2O3-CeO2 با روش های تلقیحی و تلقیحی فرآوری شده با استفاده از فناوری پلاسما و یا اولتراسند نیز سنتز گردید. آنالیزهای XRD، FE-SEM، EDX، FTIR و نیز آنالیز جذب-واجذب نیتروژن جهت تعیین خصوصیات نانوكاتالیست های سنتزی بكار گرفته شد و در نهایت كارآیی آنها در فرآیند اكسیداسیون كاتالیستی تولوئن مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج حاصل از XRD مؤید تشكیل فاز كریستالی مكعب شكل اكسید سریم با اندازه سایز كریستالی تقریباً 7/8 نانومتر، بدست آمده توسط رابطه شرر، در ساختار نانوكاتالیست برای تمامی نمونه ها می باشد. بعلاوه، این نتایج نشان داد كه بكارگیری تكنولوژی های پلاسما و اولتراسند در سنتز كاتالیست تلقیحی Pt/Al2O3-CeO2 تأثیر محسوسی بر ساختار و میزان بلورینگی كاتالیست ندارند. تصاویر FESEM و EDX بیانگر سنتز تمامی نمونه ها در مقیاس نانومتری با توزیع یكنواختی از نانوذرات بر روی سطح می باشند. نانوذرات تشیكل شده بر روی سطح نمونه سنتزی درنتیجه بكارگیری توأمان فناوری های پلاسما و اولتراسند، اندازه كوچكتر و یكنواخت تر و نیز توزیع بهتری بخصوص در مقایسه با نمونه تلقیحی دارند بطوریكه متوسط اندازه ذرات نانوكاتالیست سنتزی در اختراع حاضر تقریباً 46 نانومتر بوده و همچنین 100% ذرات آن در بازه 80-20 نانومتری قرار دارند. اگرچه ایزوترم های جذب-واجذب نیتروژن مؤید وجود ساختار مزو با حجم و قطر حفرات و نیز سطح ویژه بالا در تمامی نمونه های تهیه شده است، ولی می توان گفت كه نمونه سنتزی با بكارگیری توأمان تكنولوژی های پلاسما و اولتراسند خواص سطحی بهبود یافته ای از خود نشان می دهد كه در تطابق با نتایج حاصل از آنالیز FESEM می باشد. بطور كلی، این مشاهدات بیانگر اثرات مثبت بكارگیری تكنولوژی های پلاسما و اولتراسوند در سنتز كاتالیست بر مورفولوژی و توزیع ذرات نمونه سنتزی به روش تلقیح و در نتیجه بهبود خواص سطحی كاتالیست می باشند. نتایج ارزیابی راكتوری نشان داد كه با افزایش دما میزان فعالیت كاتالیستی تمامی نمونه ها افزایش می یابد. بعلاوه، نتایج حاصل حاكی از آن است كه در تمامی دماها میزان فعالیت كاتالیست های فرآوری شده بخصوص نمونه اولتراسوندی بهبود یافته با پلاسما بیش از كاتالیست تلقیحی بوده و دمای فعالیت كاتالیست Pt/Al2O3-CeO2 از C◦300 به C◦180 كاهش می یابد. مشاهده می شود كه كاتالیست سنتز شده حتی در شرایط عملیاتی تقریباً صنعتی یعنی غلظت ها و WHSVی بالا، هم توانایی بسیار مناسبی برای حذف تولوئن دارد. با بررسی روند پایداری نانوكاتالیست سنتزی در اختراع حاضر در دو دمای 180 و C◦240 به مدت 24 ساعت مشاهده شد كه فعالیت كاتالیست سنتزی با بكارگیری توأمان فناوری های پلاسما و اولتراسند دچار تغییر محسوسی نخواهد شد.