工業上製造苯乙烯是在大量過熱水蒸汽存在下,以氧化鐵觸媒催化乙基苯的脫氫反應 而成。但到目前為止,氧化鐵催化效應的一些基本現象及水蒸汽所份演的角色卻仍然 不夠清楚。本研究針對兩種常用的工業觸媒:G-64K和S-105 ,做各種物性鑑 定,包括:比表面積之測量、孔徑分佈、晶態分析和元素分析等。並將觸媒還原與水 化前處理後,再用脈波反應及連續反應測試其活性與選擇性。同時也對實驗室合成之 標準模式觸媒做相同的測試,以供比較。 在本研究中我們獲得以下的結論:(1)Fe3O4並非唯一具有活性的氧化鐵,α- Fe3O4和γ-Fe3O4亦有類似的催化活性。(2)氧化鐵觸媒上有三種互相獨立 的活性基分別負責主要產物苯乙烯,和副產物苯及甲苯的生成。苯與甲苯的生成極易 造成觸媒表面的積碳。(3)尖晶石(Spinel)氧化鐵是工業氧化鐵觸媒產生催化作 用的主要成份,而鎂可以促使氧化鐵尖晶石結構的形成。(4)水蒸汽可在觸媒產生 積碳之前即毒化苯與甲苯的活性基,提高苯乙烯之選擇率。水蒸汽前處理可使觸媒活 性大幅提高,但在高溫反應條件下無法持久。
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