本研究的目的在探討氧化鈦擔持氧化釩對由甲醇及乙醇製備異丁醛的反應的觸煤活性。由常壓連續反應系統測試觸煤活性的結果,釩擔持量約為2.5wt%時的觸煤具有最佳活性,且反應溫度為350℃、進料的組成為乙醇/甲醇=1/10(more ratio)時為最佳反應條件,再乙醇轉化率為90%時,有60%異丁醛的選擇率。乙醇的轉化率與生成物的分布隨著接觸時間的改變而變化,在低溫化率時主要產物為乙酫,其選擇率隨轉化率增加而遞減,然而其產率隨轉化率先增加而後減少。由乙酫與異丁醛產生變化的關係,推測乙醇是經過乙酫中體與甲醇反應再形成異丁醛。 在探討緊接乙酫之後可能的中間體時,發現甲醇與丙醇反應時亦能高選擇性的生成異丁醛(轉化率90%時選擇率約60%)。在此反應中除了異丁醛之外,丙酫、丙烷及異丁烷為副產物。同樣以接觸時間的改變,觀察產物分布變化,發現此反應為並行的逐次反應,即丙醇經脫氫生成丙酫,再與甲醇反應生成異丁醛﹔同時丙醇亦經脫水加氫反應生成丙烷,然後再與甲醇反應生成異丁烷。 高溫(>570℃)煅燒的觸媒反而有較低的活性,由XRD及SEM的結果顯示擔體(TiO2)從anatase晶像轉變成rutile晶像,可能是觸媒失活的主因,另外釩擔持量增多時,在擔體表面上形成V2O5的crystalline,雖然使表面V=O濃度增加,但是對除媒活性沒有正面影響,而以2.5wt%左右的釩含量,約為monolayer時有最大活性。
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