跳到主要內容

臺灣博碩士論文加值系統

(44.210.21.70) 您好!臺灣時間:2022/08/11 17:07
字體大小: 字級放大   字級縮小   預設字形  
回查詢結果 :::

詳目顯示

我願授權國圖
: 
twitterline
研究生:洪華聖
研究生(外文):Hua-Sheng Hung
論文名稱:甲醇在支撐性銅及銀觸媒上的部份氧化反應
論文名稱(外文):Partial Oxidation of Methanol over Copper and Silver Catalysts
指導教授:葉君棣
指導教授(外文):Chuin-Tih Yeh
學位類別:碩士
校院名稱:國立清華大學
系所名稱:化學系
學門:自然科學學門
學類:化學學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2002
畢業學年度:90
語文別:中文
論文頁數:80
中文關鍵詞:銅觸媒銀觸媒甲醇的部份氧化反應氫氣生產
外文關鍵詞:copper catalystsilver catalystpartial oxidation of methanol (POM) reactionproduction of hydrogen
相關次數:
  • 被引用被引用:7
  • 點閱點閱:223
  • 評分評分:
  • 下載下載:0
  • 收藏至我的研究室書目清單書目收藏:0
本研究製做了支撐性的銅及銀觸媒,並用於催化甲醇部份氧化(partial oxidation of methanol, POM)反應(CH3OH + 1/2O2 → 2H2 + CO2),希望發展出低溫且低CO污染的氫氣製程,並探討金屬種類、支撐物和溫度對反應活性及產物選擇率的影響。
銅觸媒(Cu/ZnO-Al2O3)是以共沉澱法和連續沉澱法來製備,觸媒的分散度(DCu)會受到製備方法的影響。使用共沉澱法製備出的DCu會比使用連續沉澱法要來的好;在製備觸媒時,調整溶液的pH值在7會比在9要來的好。在活性測試實驗中,甲醇轉化率會隨著觸媒中DCu和反應溫度的增加而提升,產物包含H2、H2O、CO2和CO。然而,當反應溫度低於175 ℃時,銅觸媒便會失去了活性。
銀觸媒是以共沉澱法(Ag/ZnO) 和初濕含浸法(Ag/Al2O3、Ag/ZnO-Al2O3)來製備。在催化POM反應方面,使用Ag/ZnO觸媒,可以得到較高的甲醇轉化率及氫氣選擇率。若是觸媒是以Al2O3做為支撐物(Ag/Al2O3、Ag/ZnO-Al2O3),反應則會產生較多的H2O、HCHO和HCOOCH3。然而,不論是用ZnO或Al2O3做為觸媒的支撐物,即使反應溫度低於175 ℃,仍然可以得到不錯的催化活性。此外,我們由反應產物隨支撐物、溫度和金屬的變化推測了POM的反應機制。
Supported catalysts of copper and silver were prepared in this research for the partial oxidation of methanol (POM) reaction. We hope to develop a low temperature and low CO contamination POM process of hydrogen production, and to study effects of metal, support and temperature on reaction activity and product selectivity.
Copper catalysts (Cu/ZnO-Al2O3) were prepared by coprecipitation and sequential precipitation methods. The copper dispersion (DCu) was significantly affected by the preparation method and the pH of copper solution. The coprecipitation method and a solution with pH ~ 7 was preferred for preparation of high DCu catalysts. In activity measurements, the methanol conversion increased with DCu and reaction temperature, and produced H2、H2O、CO2 and CO. The light-off temperature of copper catalysts was found at 175 ℃.
Silver catalysts were prepared by coprecipitation (Ag/ZnO) and incipient wetness (Ag/Al2O3、Ag/ZnO-Al2O3) methods. Silver catalysts were generally active at T < 175 ℃, but their activity and selectivity varied with kind of support. Ag/ZnO catalyst exhibited high methanol conversion and hydrogen selectivity. Al2O3-supported silver catalysts (Ag/Al2O3、Ag/ZnO-Al2O3) displayed high yields of H2O、HCHO and HCOOCH3. Besides, a POM reaction mechanism had been proposed to account the effects of support、temperature and metal on the reaction activity and the product distribution.
第一章 緒論
1-1 前言
1-2 燃料電池(Fuel Cell)
1-3 甲醇製氫
1-4 銅和銀金屬觸媒
1-5 研究目的和方向
第二章 實驗
2-1 藥品
2-2 氧化銅樣品的製備
2-3 銅觸媒的製備
2-3.1 以共沉澱法(CP)製備銅觸媒
2-3.2 以連續沉澱法(SP)製備銅觸媒
2-4 銀觸媒的製備
2-4.1 以初濕含浸法(IW)製備銀觸媒
2-4.2 以共沉澱法(CP)製備銀觸媒
2-5 樣品的命名
2-6 觸媒的特性鑑定
2-6.1 熱分析儀(TG/DTA)
2-6.2 程溫還原反應(TPR)
2-6.3 BET表面積測定
2-6.4 元素分析(ICP-AES)
2-6.5 穿透式電子顯微鏡(TEM)
2-6.6 銅觸媒之分散度量測
2-7 觸媒的活性測試
第三章 結果與討論
3-1 氧化銅的特性鑑定
3-1.1 熱分析(TG/DTA)
3-1.2 程溫還原分析(TPR)
3-2 銅觸媒的特性鑑定
3-2.1 程溫還原分析(TPR)
3-2.2 分散度的量測
3-2.3 BET表面積測量
3-3 銀觸媒的特性鑑定
3-3.1 銀顆粒的大小分佈
3-4 銅觸媒的甲醇部份氧化(POM)反應之催化活性
3-4.1 溫度對催化活性的影響
3-5 銀觸媒的催化活性
3-5.1 支撐物對催化活性的影響
3-5.2 支撐物與反應溫度對選擇性的影響
3-5.3 POM反應機制
3-5.4 支撐物與反應溫度對反應機制的影響
3-5.5 氧醇比(nO2/nMeOH)對催化活性的影響
3-6 銅和銀觸媒催化特性的比較
3-7 未來的研究方向
第四章 結論
第五章 參考文獻
[1] S. Velu, K. Suzuki, M. Okazaki, M.P. Kapoor, T. Osaki, F.
Ohashi, J. Catal., 194 (2000) 373.
[2] T. Klaiber, J. Power Sources, 61 (1996) 61.
[3] P. Ekdunge, M. Råberg, Int. J. Hydrogen Energy, 23
(1998)381.
[4] B. Höhlein, J. Bøgild-Hansen, P.
Bröckerhoff, G. Colsman,B. Emonts, R. Menzer, E.
Riedel, J. Power Sources, 61 (1996) 143.
[5] M. Specht, F. Staiss, A. Bandi, T. Weimer, Int. J. Hydrogen
Energy, 23 (1998) 387.
[6] A. Docter, A. Lamm, J. Power Sources, 84 (1999) 194.
[7] W.J. Piel, Fuel Processing Technology, 71 (2001) 167.
[8] 林有銘,化工技術第七卷第十期,164.
[9] A.K. Shukla, P. A. Christensen, A. Hamnett, M.P. Hogarth,
J. Power Sources, 55 (1995) 87.
[10] G.G. Scherer, Solid State Ionics, 94 (1997) 249.
[11] B. Lindström, L. J. Pettersson, Catal. Lett., 74
(2001) 27.
[12] F. Joensen, J.R. Rostrup-Nielsen, J. Power Sources, 105
(2002) 195.
[13] C.R. Manns, C.E. Taylor, Furl Chemistry Division
Preprints, 46 (2001) 6.
[14] D.J. Moon, K. Sreekumar, S.D. Lee, B.G. Lee, H. S. Kim,
Appl. Catal. A: General, 215 (2001) 1.
[15] A.S. Arico, P. Cretì, P.L. Antonucci, V. Antonucci,
Electrochemical and Solid-State Letters, 1 (1998) 66.
[16] Bård Lindström, Lars J. Pettersson, Int. J.
Hydrogen Energy, 26 (2001) 923.
[17] J.R. Rostrup-Nielsen, T.S. Christensen, I. Dybkjaer,
Recent Advances in Basic and Applied Aspects of Industrial
Catalysis, 113 (1998) 81.
[18] T. Takahashi, M. Inoue, T. Kai, Appl. Catal. A: General,
218 (2001) 189.
[19] Y.M. Lin, M.H. Rei, Int. J. Hydrogen Energy, 25 (2000) 211.
[20] W. Wiese, B. Enonts, R. Peters, J. Power Sources, 84
(1999) 187.
[21] N. Takezawa, N. Iwasa, Catal. Today, 36 (1997) 45.
[22] C.J. Jiang, D.L. Trimm, M.S. Wainwright, Appl. Catal. A:
General, 97 (1993) 145.
[23] K. Sekizawa, S.I. Yano, K. Eguchi, H. Arai, Appl. Catal.
A: General, 169 (1998) 291.
[24] B. Emonts, J.B. Hansen, S.L. Jørgensen, B.
Höhlein, R. Peters, J. Power Sources, 71 (1998) 288.
[25] C.D. Dudfield, R. Chen, P.L. Adcock, Int. J. Hydrogen
Energy, 26 (2001) 763.
[26] T.J. Huang, S.W. Wang, Appl. Catal., 24 (1986) 287.
[27] T.J. Huang, S.L. Chren, Appl. Catal., 40 (1988) 43.
[28] L. Alejo, R. Lago, M.A. Peña, J.L.G. Fierro, Appl.
Catal. A: General, 162 (1997) 281.
[29] S. Velu, K. Suzuki, T. Osaki, Catal. Lett., 62 (1999) 159.
[30] Cubeiro, J.L.G. Fierro, Appl. Catal. A: General, 168
(1998) 307.
[31] Y.J. Chen, C.T. Yeh, J. Catal., 200 (2001) 59.
[32] T.L. Reitz, S. Ahmed, M. Krumpelt, R. Kumar, H.H. Kung, J.
Molecular Catalysis A Chemical, 162 (2000) 275.
[33] S. Velu, K. Suzuki, M.P. Kapoor, F. Ohashi, T. Osaki,
Appl. Catal. A: General, 213 (2001) 47.
[34] S. Murcia-Mascarós, R. M. Navarro, L. Gómez-
Sainero, U. Costantino, M. Nocchetti, and J.L.G. Fierro,
J. Catal., 198 (2001) 338.
[35] T.L. Reitz, P.L. Lee, K.F. Czaplewski, J.C. Lang, K.E.
Popp, H.H. Kung, J. Catal., 199 (2001) 193.
[36] 何永盛, 國立清華大學化學研究所博士論文(1990).
[37] C.N. Satterfield, Heterogeneous Catalysis in Practice,
McGraw-Hill Book Company, (1980).
[38] J. Hagen, Industrial Catalysis, Wiley-VCH, (1999) 300.
[39] W.L. Dai, Q. Liu, Y. Cao, J.F. Deng, Appl. Catal. A:
General, 175 (1998) 83.
[40] A. Mušič, J. Batista, J. Levec, Appl. Catal. A:
General, 165 (1997) 115.
[41] Y. Cao, W.L. Dai, J.F. Deng, Appl. Catal. A: General, 158
(1997) L27.
[42] Y. Dong, W.L. Dai, J.L. Li, J.F. Deng, Chemistry Letters,
6 (2001) 534.
[43] A. Nagy, G. Mestl, T. Rühle, G. Weinberg, R.
Schlögl, J. Catal., 179 (1998) 548.
[44] W. Gerhartz, Ullmann's Encyclopedia of Industrial
Chemistry, 11 (1972) 624.
[45] A. Nagy, G. Mestl, Appl. Catal. A: General, 188 (1999) 337.
[46] J.F. Walker著, 謝旺全譯, 甲醛(1994).
[47] L. Meites, Handbook of analytical chemistry, (1975) 1-14.
[48] 姚品全, 觸媒與製程, 8 (2000) 47.
[49] M. Ferrandon, E. Björnbom, J. Catla., 200 (2001) 148.
[50] B.R. Shen, W.N. Wang, K.N. Fan, J.F. Deng, Acta Chimica
Sinica, 55 (1997) 13.
[51] X.H. Bao, J.F. Deng, J. Catal., 99 (1986) 391.
[52] S.K. Bhattacharyya, N.K. Nag, N.D. Ganguly, J. Catal., 23
(1971) 158.
[53] D.A. Robb, P. Harriott, J. Catal., 35 (1974) 176.
[54] R.J. Beuhler, R.M. Rao, J. Hrbek, M.G. White, J. Phys.
Chem. B, 105 (2001) 5950.
[55] V. Diakov, B. Blackwell, A. Varma, Chemical Engineering
Science, 57 (2002) 1563.
[56] J. Agrell, K. Hasselbo, K. Jansson, S.G. Järås,
M. Boutonnet, Appl. Catal. A: General, 211 (2001) 239.
QRCODE
 
 
 
 
 
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                               
第一頁 上一頁 下一頁 最後一頁 top