CuO/Ce1-xSnxO2-Al2O3觸媒於富氫中CO的選擇性氧化反應研究

以作者查詢圖書館館藏

、以作者查詢臺灣博碩士

、以作者查詢全國書目

、勘誤回報

、線上人數：127

、訪客IP：18.217.182.45

姓名

王榕蔓(Rung-Man Wang) 查詢紙本館藏

畢業系所

化學工程與材料工程學系

論文名稱

CuO/Ce1-xSnxO2-Al2O3觸媒於富氫中CO的選擇性氧化反應研究
(Selective Oxidation of CO over CuO/Ce1-xSnxO2-Al2O3 catalyst)

相關論文

★ Ag/Mg2AlO-hydrotalcite觸媒於α,β-不飽和醛選擇性氫化反應之研究	★ 貴金屬對CuO/ZnO/Al2O3觸媒於甲醇部分氧化/蒸汽重組複合式反應的影響
★ Au觸媒於硝基苯氫化反應及硝基苯乙烯選擇性氫化反應之研究	★ 苯於CuO/Ce0.9-xZr0.1MnxO2觸媒之全氧化反應研究
★ 化學還原法製備Ag/Mg2AlO觸媒之研究-α,β-不飽和醛選擇性氫化反應	★ 苯於Ag/Ce0.9-xZr0.1MnxO2觸媒之全氧化反應研究
★ 甲醇蒸汽重組產氫觸媒之設計	★ CH4+CO2於ZrO2/SiO2與La2O3/Al2O3負載式鉑觸媒之重組反應研究
★ 以化學還原/共沉澱法製備Cu/ZrO2/metal oxide觸煤應用於CO2+H2合成甲醇反應之研究	★ CuB超細合金觸媒之製備與催化性質探討
★ 負載式CoB非晶態合金觸媒製備與催化性質探討	★ CuB系列觸媒於甲酸甲酯氫解及一段式甲醇合成法之研究
★ Ni/Mg-Al-O觸媒於CH4/CO2重組反應之研究	★ 負載式CuB合金觸媒製備與催化性質探討
★ CH4/CO2於CeO2氧化物與CexZr1-xO2共氧化物負載式Pt觸媒之重組反應研究	★ 奈米NiB、CoB非晶態合金觸媒於檸檬醛選擇氫化反應之研究

檔案

[Endnote RIS 格式]

[Bibtex 格式]

[相關文章]

[文章引用]

[完整記錄]

[館藏目錄]

[檢視]

[下載]

本電子論文使用權限為同意立即開放。
已達開放權限電子全文僅授權使用者為學術研究之目的，進行個人非營利性質之檢索、閱讀、列印。
請遵守中華民國著作權法之相關規定，切勿任意重製、散佈、改作、轉貼、播送，以免觸法。

摘要(中)

本研究將Al2O3懸浮於Ce4+、Sn4+前驅鹽溶液中，利用共沈澱法製備Ce1-xSnxO2-Al2O3擔體，採臨濕含浸法製備CuO/Ce1-xSnxO2-Al2O3觸媒，探討觸媒於富氫中CO選擇性氧化反應特性。
XRD、TPR分析得知，適量的SnO2(x=0.1~0.3)可固溶入CeO2-
Al2O3，造成CeO2結構扭曲、鬆動，增強Ce1-xSnxO2-Al2O3的redox特性，x≥0.3時部分的SnO2則無法完全固溶入CeO2-Al2O3而有分離相形成。脈衝CO吸附與XPS分析顯示，CeO2中引入SnO2可促進觸媒產生更多的活性中心Cu+，而引入Al2O3對Ce0.9Sn0.1O2誘發Cu+產生是不利的。少量SnO2的引入，確實有助CuO/Ce1-xSnxO2-Al2O3觸媒於CO選擇性氧化反應之活性，擔體中以Ce0.9Sn0.1O2-20%Al2O3有最佳表現。CuO負載量為7%即接近最佳活性，7%CuO/Ce0.9Sn0.1O2-
20%Al2O3觸媒於轉化率達100%所需溫度(T100)比7%CuO/CeO2-20%
Al2O3降低5℃。脈衝式CO吸附證實，7%CuO/Ce0.9Sn0.1O2-20%Al2O3觸媒有最大CO吸附量，有最多活性中心Cu+，有最佳活性。選擇率方面，在反應溫度小於100℃前，都可維持100%的選擇率，是一個具有極高選擇率的觸媒。7%CuO/Ce0.9Sn0.1O2-20%Al2O3觸媒對反應氣體具有高處理容量，高質流比(F/W=10,000~40,000 mlhr-1g-1)仍可維持高選擇率。CO2及H2O雖會降低7%CuO/Ce0.9Sn0.1O2-20% Al2O3觸媒活性，使之達100%轉化率溫度升高至155~160℃，但觸媒仍能維持90%左右的選擇率及不錯的穩定性。

摘要(英)

Preferential CO oxidation in hydrogen (PROX) is one of the key-techniques in developing low temperature polymer electrolyte membrane fuel cells (H2-PEMFC). Numerous Au-based and Pt-based catalysts have been studied on the selective oxidation of CO. But none of these noble catalysts can prevent significant losses of hydrogen by oxidation. In previous work, we have found that an appropriate amount of ZrO2 introduced into cerium oxide not only promoted the redox property of the resulted mixed-oxide Ce0.9Sn0.1O2 but also enhanced the selective oxidation of CO on CuO/Ce0.9Sn0.1O2. The best catalyst of 7%CuO/Ce0.9Sn0.1O2 is a promising candidate for replacing noble catalysts used in a PROX unit of H2-PEMFC system for removing CO. But the mixed oxide Ce0.9Sn0.1O2 from co-precipitation has a surface area only about 70 m2/g, and does not have good mechanical strength and forming properties. This work will use Al2O3 as a support for mixed oxide of Ce0.9Sn0.1O2 to improve its dispersion, mechanical strength and the easiness of forming. A new supported oxide of [Ce0.9Sn0.1O2-Al2O3] will be prepared using the co-precipitation-deposition method, its redox property and the selective oxidation of CO on CuO/[Ce0.9Sn0.1O2-Al2O3] catalyst will be examined.

關鍵字(中)

★ 銅觸媒
★ 選擇性氧化
★ 選擇率
★ 轉化率

關鍵字(英)

★ selectivity
★ conversion
★ Cu catalyst
★ selective oxidation

論文目次

第一章緒論 1
第二章文獻回顧 3
2-1 燃料電池的發展背景 3
2-2 CO選擇性氧化觸媒 5
2-2-1 Au觸媒 5
2-2-2 Pt觸媒 6
2-2-3 Rh、Ru觸媒 8
2-2-4 CuO觸媒 9
2-3 CeO2擔體與CuO/CeO2觸媒 11
2-4 Ce1-xZrxO2共氧化物與CuO/Ce1-xZrxO2觸媒 15
2-5 Ce1-xSnxO2共氧化物與CuO/Ce1-xSnxO2觸媒 17
2-6 CeO2-Al2O3與CuO/CeO2-Al2O3觸媒的特性 18
2-6-1 Ce1-xZrxO2-Al2O3與CuO/Ce1-xZrxO2-Al2O3觸媒 20
第三章實驗方法與設備 22
3-1 Ce1-xSnxO2-Al2O3擔體之製備 22
3-2 觸媒製備 23
3-3 氫-程溫還原 (H2-TPR) 23
3-4 脈衝式CO吸附 25
3-5 全表面積及孔徑量測 25
3-6 X-射線繞射分析(XRD) 27
3-7 X-射線光電子光譜(XPS) 27
3-8 元素組成分析(ICP) 28
3-9 CuO/Ce1-xSnxO2-Al2O3富氫下CO選擇性氧化反應研究 29
3-10 CO2與H2O影響實驗 30
3-11 轉化率與選擇率之計算 30
3-12 使用藥品 32
第四章結果與討論 33
4-1 CeO2-Al2O3、Ce1-xSnxO2-Al2O3擔體之製備與鑑定 34
4-1-1 ICP元素組成分析 34
4-1-2 BET表面積測量 34
4-1-3 XRD結構分析 36
4-2 擔體與觸媒表面性質分析 40
4-2-1 氫程溫還原(H2-TPR) 40
4-2-2 脈衝式CO吸附 48
4-2-3 觸媒XPS表面分析 49
4-3 富氫中的CO選擇性氧化反應 50
4-3-1 富氫下CO選擇性氧化反應於銅觸媒的初步探討 57
4-3-2 不同比例Ce1-xSnxO2-20%Al2O3擔體之影響 59
4-3-3 不同比例Ce0.9Sn0.1O2- x%Al2O3擔體之影響 64
4-3-4 不同CuO負載量的影響 68
4-3-5 改變 F/W對7%CuO/Ce0.9Sn0.1O2-Al2O3之影響 72
4-3-6 CO2與H2O 對反應之影響 75
4-3-5 200小時反應穩定性測試 75
第五章結論 79
總結 81
參考文獻 82

參考文獻

1. 鄭耀宗，科學發展，367期,2003年7月.
2. M. Haruta, N. Yamada, T. Kobayashi, S.J. Iijima, J. Catal, 115 (1989) 301.
3. M. Haruta, S. Tsubota, T. Kobayashi, H. Kageyama, M.J. Genet, B. Delmon, J. Catal. 144 (1993) 175.
4. M. Haruta, Catal. Today 36 (1997) 153.
5. M. Haruta, M. Date, Appl. Catal. A: Gen. 222 (2001) 427.
6. F. Boccuzzi, A. Cgiorino, M. Manzoli, P. Lu, T. Akita, S. Ichikawa, M. Haruta, J. Catal. 202 (2001) 256.
7. M. Haruta, S. Tsubota, T. Kobayashi, H. Kageyama, M.J. Genet, B. Delmon, J. Catal. 144 (1993) 175.
8. R.J.H. Grisel, B.E. Nieuwenhuys, J. Catal. 199 (2001) 48.
9. R.J.H. Grisel, C.J. Weststrate, A. Goossens, M.W.J. Craje, A.M. van der Kraan, B.E. Nieuwenhuys, Catal. Today 72 (2002) 123.
10. G.K. Bethke, H.H. Kung, Appl. Catal. A: Gen. 194 (2000) 43.
11. N.A. Hodge, C.J. Kiely, R. Whyman, M.R.H. Siddiqui, G.J. Hutchings, Q.A. Pankhurst, F.E. Wangner, R.R. Rajaram, S.E. Golunski, Catal. Today 72 (2002)133.
12. A. Luengnaruemitchai, S. Osuwan, E. Gulari, Int. J. Hydrogen Energy. 29 (2004) 429.
13. M. Brown, A. Green, US Patent 3,088,919,1963
14. Akkarat Manasilp, Erdogan Gulari, Appl. Catal. B: Environ. 37 (2002) 17.
15. Xinsheng Liu, Olga Korotkikh, Robert Farrauto, Appl. Catal. A: Gen. 226 (2002) 293.
16. I. Rosso, C. Galletti, G. Saracco, E. Garrone, V. Specchia, Appl. Catal. B: Environ. 48 (2004) 195.
17. H. Igarashi, H. Uchida, M. Suzuki, Y. Sasaki, M. Watanabe, Appl. Catal. A: Gen. 159 (1997) 159.
18. M.J Kahlich, H.A Gasteiger, R.J Behm, J. Catal. 171 (1997) 93.
19. M. Haruta, S. Tsubota, T. Kobayashi, H. Kageyama, M.J. Genet, B. Delmon, J. Catal. 144 (1993) 175.
20. G. Avgouropoulos, T. Ioannides, Ch. Papadopoulou, J. Batistac, Catal. Today 75 (2002) 157.
21. H. Tanaka, S.I. Ito, S. Kameoka, K. Tomishige, K. Kunimori, Catal. Commum. 4 (2003) 1
22. H. Tanaka, S.I. Ito, S. Kameoka, K. Tomishige, K. Kunimori, Appl. Catal. A: Gen. 250 (2003) 255.
23. H. Tanaka, S.I. Ito, S. Kameoka, Y. Minemura, K. Tomishige, K. Kunimori, Appl. Catal. A: Gen. 273 (2004) 295.
24. Y. Ono, M. Shibata, T. Inui, J. Mol. Catal. A: Gen 153 (2000) 53.
25. W.P. Dow, T.J. Huang, J. Catal. 147 (1994) 322.
26. 林聖欽，「以觸媒在富氫下行一氧化碳選擇性氧化」，清大碩士論文(2000).
27. G. Avgouropoulos, T. Ioannides, Ch. Papadopoulou, J. Batistac, H.K. Matralis, Catal. Today 75 (2002) 157.
28. G. Avgouropoulos, T. Ioannides, H.K. Matralis, J. Batista, S. Hocevar , Catal. Lett. 1 (2001) 157.
29. C.Y. Shiau, M.W. Ma, C.S. Chung, Appl. Catal. A: Gen. 301 (2006) 89.
30. Y. Liu, Q. Fu, M.F. Stephanopoulos, Catal. Today 93-95 (2004) 241.
31. W. Liu, M.F. Stephanopoulos, J. Catal, 153 (1995) 304.
32. W. Liu, M.F. Stephanopoulos, J. Catal. 153 (1995) 317.
33. M. F. Luo, Y.J. Zhong, X.X. Yuan, X.M. Zheng, Appl. Catal, 162 (1997) 121.
34. 陳翰全，「CuO/Ce1-xZrxO2觸媒於富氫中CO的選擇性氧化反應研究」，中大碩士論文(2004).
35. E. Aneggi, J. Liorca, M. Boaro, A. Trovarelli, J. Catal. 234 (2005) 88.
36. K. Zhou, X. Wang, X. Sun, Q. Peng, Y. Li, Appl. Catal. A: Gen. 229 (2005) 206.
37. H.C. Yao, Y.F. Yu Yao, J. Catal. 86 (1984) 254.
38. S.J. Scgmieg, D.N. Belton, Appl. Catal. B: Environ. 6 (1995) 127.
39. K.C. Taylor, Catal. Rev.-Sci. Eng. 35 (1993) 457.
40. B. Skaman, D. Grandjean, R.E. Benfield, A. Hinz, A. Andersson, L.R. Wallenberg, J. Catal. 211 (2002) 119.
41. A. Martinez-Arias, M. Fernandez-Garcia, O. Gaivez, J.M. Coronado, J.A. Anderson, J. Catal,195 (2000) 207.
42. M. Ozawa, C.K. Loong, Catal. Today 50 (1999) 329.
43. M. Daturi, E. Finocchio, C. Binet, J.C. Lavalley, F. Fally, V. Perrichon, J. Phys. Chem. B 103 (1999) 329.
44. R. Di Monte, G.R. Rao, J. Kašpar, S. Meriani, A. Trovarelli, M. Graziani, J. Catal. 151 (1995) 168.
45. Fornasiero, E. Fonda, R.D. Monte, G. Valic, J. Kaspar, M. Graziani, J. Catal., 187 (1999) 177.
46. A. Martinez-Arias, M. Fernandez-Garcia, J. Catal., 182 (1999) 367-387.
47. G. Vlaic, R. Di Monte, P. Fornasiero, J. Kašpar, M. Graziani, J. Catal. 182 (1999) 378-389.
48. G. Balducci, P. Fornasiero, R. Di Monte, J. Kaspar, S. Meriani, Catal. Lett. 33 (1995) 193.
49. C. Descorme, Y. Madier, D. Duprez, J. Catal. 196 (2000) 167.
50. R. Lin, Y.-J. Zhong, M.-F. Luo, W.-P. Liu, Indian J. Chem. 40A (2001) 36.
51. Rui Lin, Meng-Fei Luo, Yi-Jun Zhong Yan, Guang-Yu Liu, Wei-Ping Liu., Appl. Catal. A: Gen. 255 (2003) 331.
52. 黃振瑋，「CuO/Ce1-xSnxO2觸媒於富氫中CO的選擇性氧化反應研究」，中大碩士論文(2005).
53. Cl. Morterra, V. Bolis, G. Magnacca, J. Chem. Soc., Faraday Trans. 92 (1996) 1991.
54. S. Damyanova, C.A. Perez, M. Schmal, J.M.C. Bueno, Appl. Catal. A: Gen. 234 (2002) 271.
55. M.H. Yao, R.J. Baird, F.W. Kunz, T.E. Hoost, J. Catal. 166 (1997) 67.
56. D. Andreeva, I. Ivanov, L. Ilieva, M.V. Abrashev, Appl. Catal. A: Gen. 302 (2006) 127.
57. A. Martinez-Arias, R. Cataluna, J. C. Conesa, J. Soria, J. Phys. Chem. B 120 (1998) 809.
58. 張煒謙，「CuO/Ce1-xZrxO2/Al2O3觸媒於富氫中CO的選擇性氧化反應研究」，中大碩士論文(2006).

指導教授

陳吟足、廖炳傑
(Yin-Zu Chen、Biing-jye Liaw)

審核日期

2007-7-14

推文