本實驗主要目的在於改良甲醇分解脫氫反應之觸媒。主要以 Cu/Cr/Mn商 業觸媒為基礎來做一系列的研究,一方面以含浸法添加鹼金屬Li、Na、K ,來觀察此三種添加劑對Cu/Cr/Mn觸媒的促進效果。另一方面將Cu/Cr/Mn 觸媒做長時間穩定性測試,並利用BET表面積分析儀測定觸媒的表面積與 孔徑大小,N2O/H2滴定法測定銅表面積,XRD鑑定觸媒的晶體與結構,SEM 觀察觸媒表面的結構與變化,ESCA來觀察觸媒表面銅的活性位置,元素分 析來測量觸媒積碳量的多寡,以期找出觸媒衰退的原因並嘗試發展出一套 再生程序。同時並將進料加入CO2來觀察其對反應性之影響。實驗結果顯 示,當接觸時間越大時,添加劑的活性促進效果越加顯著,且以添加入2 wt%的K為最佳。而K在觸媒的活性促進效果主要是由於添加後使得觸媒表 面的鹼基數目增多,造成反應趨於完全的甲醇脫氫反應,而避免了甲醇脫 水反應,使得反應性上升。由BET表面積分析儀、XRD晶相分析、及元素分 析可知,觸媒衰退的原因在於觸媒表面燒結及積碳所致,且高溫下反應是 造成燒結的最大因素。若將活性衰退的觸媒在375℃下通入空氣,分別在 管式高溫爐鍛燒5小時,再放入反應器內鍛燒3小時,則觸媒可因此再生程 序而恢復到原有的活性。進料加入10∼20mol%的CO2可抑制觸媒表面積碳 的生成,避免微細孔洞被阻塞,進而降低觸媒活性的衰退速率。
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