Utjecaj sastava i debljine katalitičkog sloja na aktivnost monolitnog katalizatora/reaktora

diplomski rad

• Naslov (engleski): Influence of composition and catalyst layer thickness on the activity of the monolithic catalyst/reactor
• Autor: Nikolina Kovačev
• Mentor: Vesna Tomašić (mentor)
• Član povjerenstva: Vesna Tomašić (predsjednik povjerenstva)
• Član povjerenstva: Domagoj Vrsaljko (član povjerenstva)
• Član povjerenstva: Karolina Maduna (član povjerenstva)
• Ustanova koja je dodijelila akademski / stručni stupanj: Sveučilište u Zagrebu; Fakultet kemijskog inženjerstva i tehnologije; Zagreb
• Datum i država obrane: 2017-09-29, Hrvatska
• Znanstveno / umjetničko područje, polje i grana: TEHNIČKE ZNANOSTI; Kemijsko inženjerstvo; Reakcijsko inženjerstvo

Sažetak

Hlapljivi organski spojevi (engl. Volatile organic compounds, VOC) toksični su spojevi koji sudjeluju u onečišćenju zraka te imaju nepovoljan utjecaj na ljudsko zdravlje. Zbog toga su razvijeni različiti postupci i tehnologije za uklanjanje VOC-a iz otpadnih plinova i smanjenje njihovih emisija u okoliš. U novije vrijeme u strategijama zaštite okoliša sve veću važnost poprimaju katalitički postupci. U ovom radu izučavana je katalitička oksidacija toluena. Za tu svrhu primijenjen je metalni monolitni katalizator/reaktor. Posebna pozornost posvećena je izučavanju utjecaja kemijskog sastava i debljine katalitičkoga sloja nanešenog na inertnu monolitnu strukturu na ukupnu konverziju toluena. Toluen je izabran kao modelna komponenta, odnosno kao predstavnik hlapljivih aromatskih spojeva koji su postojani te nisu podložni katalitičkoj razgradnji zbog stabilnosti benzenske strukture. Katalitička oksidacija toluena provedena je pri atmosferskim uvjetima rada, uz konstantnu početnu koncentraciju toluena (210,43 ppm) te pri različitim temperaturama (100-300 °C) i prostornim vremenima. Prostorna vremena mijenjana su promjenom ukupnog protoka reakcijske smjese (23-138 mL min^-1) uz konstantnu masu katalizatora. Kao katalitički aktivna komponenta korišten je miješani oksid mangana i bakra (MnCuOx) koji je nanesen na obostrano anodiziranu i prethodno oblikovanu inertnu monolitnu strukturu izrađenu iz aluminijske pločice (Al2O3/Al). Da bi se ispitao utjecaj kemijskog sastava katalizatora na brzinu reakcije, pripremljen je i monolitni katalizator koji je sadržavao isključivo manganov oksid kao aktivnu komponentu. Također je ispitan utjecaj debljine katalitičkog sloja (odnosno ukupne mase katalitički aktivne komponente po jediničnoj površini monolitnog nosača) na konverziju toluena.

Sažetak (engleski)

Volatile organic compounds (VOCs) are toxic compounds that are involved in the air pollution and have undesirable influence on the human health. For that reason various processes and technologies have been developed to remove VOCs from the waste gases and reduce their emissions into the environment. More recently, catalytic procedures have become increasingly important in environmental protection strategies. In this paper the catalytic oxidation of toluene has been studied. For this purpose, a metal monolithic catalyst/reactor was used. Particular attention was paid to the influence of the chemical composition and thickness of the catalytic layer loaded to the inert monolithic support on the total toluene conversion. Toluene was chosen as a model component, i.e. as a representative of volatile aromatic compounds that are stable and resistant to the catalytic degradation due to stability of the benzene structure. Catalytic oxidation of toluene was carried out at atmospheric conditions, with a constant initial concentration of toluene (210.43 ppm), at different temperatures (100-300 °C) and at various space times. Space times were changed by changing the total flow of the reaction mixture (23-138 mL min^-1) at the constant mass of the catalyst. As a catalytically active component, mixed manganese and copper oxide (MnCuOx) was applied to an anodised, inert monolithic structure made of aluminum alloy (Al2O3/Al). To examine the influence of the chemical composition of the catalyst on the reaction rate, a monolithic catalyst containing exclusively manganese oxide as an active component was prepared. The effect of the catalytic layer thickness (or total mass of the catalytically active component) on toluene conversion was investigated, too.

• Ključne riječi: VOC; katalitička oksidacija toluena; MnCuOx katalizator; MnOx katalizator; monolitni reaktor
• Ključne riječi (engleski): VOC; Catalytic oxidation of toluene; MnCuOx catalyst; MnOx catalyst; monolithic reactor
• Jezik: hrvatski
• URN:NBN: urn:nbn:hr:149:872072
• Studijski program: Naziv: Kemijsko inženjerstvo; Vrsta studija: sveučilišni; Stupanj studija: diplomski; Akademski / stručni naziv: magistar/magistra inženjer/inženjerka kemijskog inženjerstva (mag. ing. cheming.)
• Vrsta resursa: Tekst
• Način izrade datoteke: Izvorno digitalna
• Prava pristupa: Otvoreni pristup
• Datum i vrijeme pohrane: 2020-04-30 12:47:56