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本論文研究以單晶相釩酸鎂觸媒研究乙基苯之氧化脫氫反應。單晶相釩酸 鎂觸媒包括Mg2VO4, Mg3(VO4)2,Mg2V2O7,和MgV2O6。其中含V4+之 Mg2VO4 和含V5+之Mg3(VO4)2均有較高之脫氫活性與選擇率,而MgV2O6及 Mg2V2O7 之全氧化活性較高,其苯乙烯選擇率不佳。釩的氧化態並非影響釩酸鎂觸 媒活性的因素,其結構中晶格氧的配位型式為決定觸媒選擇率的重要因素 。Mg3(VO4)2與Mg2VO4具有類似結構,可經還原與氧化處理 ,兩者產生晶相 互換。Mg2VO4雖具有脫氫活性,但穩定性不佳,連續反應中逐漸被氧化並造 成活性衰退;而Mg3(VO4)2催化活性穩定,於450~525C連續反應測試中,可維 持約80%的苯乙烯選擇率,但進料中氧氣與乙基苯之比率升高後,苯乙烯之 選擇率便隨之降低。 Mg3(VO4)2經氫氣還原處理後可提升苯乙烯選擇率 至90%以上,且仍維持觸媒還原前之活性與穩定性。經氫氣部份還原之Mg3( VO4)2可於450~525C連續反應中抑制苯乙烯的全氧化反應,且脫選擇率受轉 化率之影響並不顯著。含水蒸氣之乙基苯脈波反應結果顯示,觸媒表面之 OH基最可能為提高選擇率的因素。
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