Επίδραση της φόρτισης των μετάλλων και των συνθηκών αντιδράσης κατά τη διάσπαση του N2O σε καταλύτες ευγενών μετάλλων Pt, Pd, Ir υποστηριγμένους σε γ-Al2O3

Abstract

Η ατμοσφαιρική ρύπανση αποτελεί σήμερα ένα από τα μεγαλύτερα προβλήματα των αναπτυγμένων, κυρίως, χωρών λόγω της διατάραξης της φυσικής ισορροπίας του οικοσυστήματος που έχει προκληθεί από τις ανθρώπινες δραστηριότητες. Το υποξείδιο του αζώτου (Ν2Ο) συμπεριλαμβάνεται στα αέρια του θερμοκηπίου και αποτελεί ένα από τα πιο επικίνδυνα αέρια για το περιβάλλον. Σύμφωνα με το πρωτόκολλο του Κιότο, η Ε.Ε. έχει δεσμευθεί να μειώσει τις εκπομπές Ν2Ο από 1200-1300 kton Ν2Ο/χρόνο σε περίπου 200-250 kton Ν2Ο/χρόνο για να επιτευχθεί ο περιορισμός της αύξησης της θερμοκρασίας. Για την επίτευξη του στόχου, σημαντικό ρόλο θα διαδραματίσει η μείωση των εκπομπών του Ν2Ο από τα απαέρια των βιομηχανικών μονάδων και από τα καυσαέρια των μεταφορών με διεργασίες καταλυτικής διάσπασης, όπου το Ν2Ο μετατρέπεται σε άζωτο. Η επιδείνωση αυτών των προβλημάτων, σε συνδυασμό με την καλπάζουσα βιομηχανική ανάπτυξη, καθιστούν επιτακτική την ανάγκη για τον έλεγχο και την ανάπτυξη τεχνολογιών ικανών να περιορίσουν τις εκπομπές του N2O. Στην παρούσα διπλωματική εργασία μελετήθηκαν καταλυτικά συστήματα ευγενών μετάλλων ως προς την ενεργότητα τους κατά την καταλυτική διάσπαση του Ν2Ο υποστηρισμένα σε ενεργό φορέα γ-Al2O3. Ως ενεργή φάση επιλέχθηκαν τα μέταλλα Pt, Pd και Ir σε φορτίσεις 0.25% κ.β., 0.5% κ.β. και 1.0% κ.β. Η επίδραση της φύσης και της φόρτισης σε ευγενές μέταλλο, στην αντίδραση διάσπασης του Ν2Ο, διερευνήθηκε παρουσία και απουσία περίσσειας Ο2. Καταλήγοντας στο βέλτιστο καταλυτικό φορτίο πραγματοποιήθηκε έλεγχος της ενεργότητας των καταλυτών με χρήση προπυλενίου (C3H6) ως αναγωγικού μέσου στη φόρτιση 0.5% κ.β. Επίσης, έγινε προσπάθεια αλληλοσυσχέτισης της ενεργότητας των καταλυτικών συστημάτων με τα αποτελέσματα του φυσικοχημικού χαρακτηρισμού, που πραγματοποιήθηκε με τις τεχνικές BET και ICP καθώς και με τα φάσματα απορρόφησης που ελήφθησαν με την τεχνική φασματοσκοπίας υπερύθρου διάχυτης ανάκλασης (DRIFTS).