Au/γ-Al2O3觸媒之製備及改質對NO+CO反應特性影響

The NO+CO Reaction over Al2O3- and Modified Al2O3- Supported Au Catalysts

王逸銘(Yi-Ming Wang)

指導教授 ： 林昇佃

元智大學/工程學院/化學工程與材料科學學系/碩士(1998年)

摘要

本研究主要以沈澱析出法製備Au觸媒，發現以NH4OH調整γ-Al2O3懸浮液pH值為10.6的條件下，其NO總活性高於其他較低pH值所製得之Au/γ-Al2O3；此Au觸媒經CO/H2O(g)與純氦沖滌前處理，在373K時反應所得之NO轉化頻率(turn over frequency)皆相當，約為0.15~0.19s-1，這可能代表Au觸媒催化此反應為structure insensitive。而從HR-TEM的觀測亦發現，新鮮Au/γ-Al2O3(沈澱法，pH=10.6)本身已具有金屬態的Au，此Au觸媒不必經任何前處理即可得到不錯的NO+CO反應催化活性，在373K，NO S.V.= 80 h-1其NO轉化率為50%，N2選擇率約為23%。
由in-situ FTIR的分析發現，CO與NO分別吸附在γ-Al2O3 與經鹼處理的γ-Al2O3上的形式分別為carbonate與nitrate，但是隨著Au的含浸上去，此時對CO的吸附特性又多了CO2與CO on Au的形式；對NO而言也發現有NOδ-出現；當CO與NO同時共存時，在γ-Al2O3 與經鹼處理的γ-Al2O3表面上亦無新增其他型態吸附，但在Au/γ-Al2O3上則發現多了NO與CO交互作用的CO2、NCO與N2O的訊號。此外由Au/γ-Al2O3的反應特性推測中間產物NCO是影響N2O生成的關鍵，在523K以下時，有表面NCO存在，反應以N2O生成為主；而在523K時，NCO消失，亦無N2O生成。
γ-Al2O3經CeO2改質後製得之Au/CeO2-Al2O3能有效提高>473K 範圍的NO→N2的催化活性，在623K，S.V.= 80 h-1，其NO轉化率為32%，N2選擇率為1。至於偏酸的SiO2-Al2O3與偏鹼的K2O-Al2O3，以沈澱析出法在不調懸浮液pH值條件下製得觸媒，其中發現Au loading的量極微少；另外Au/SiO2-Al2O3(沈澱法，pH=10.6)上的Au含量則可與計畫所要的量相當，但是此觸媒反應活性也不好，顯示擔體的特性對於金觸媒製備與活性有極大的關聯。

關鍵字

金觸媒 ； 一氧化氮還原 ； 即時紅外光譜儀

並列摘要

The NO+CO reaction was studies over Au/γ-Al2O3 catalysts prepared by the deposition-precipitation method . The catalyst prepared by adjusting the pH of γ-Al2O3 suspension to 10.6 had the highest NO reduction activity. Besides , such prepared Au/γ-Al2O3 catalysts contains metallic Au and need no pretreatment . At 373K and a NO space velocity of 80 h-1, this catalyst had a NO conversion of around 50% and a N2 selectivity of 23% .
In-situ FTIR(DRIFTS) analyses showed carbonates and nitrates adspecies respectively from CO and NO adsorption over γ-Al2O3 surface . When 2%CO + 2%NO was introduced over Au/γ-Al2O3(pH=10.6) catalyst , absobance attributable to CO2 , NCO , N2O we found beside nitrate adspecies . The isocynate (-NCO) was considered a key intermediate to the formation of N2O .
The γ-Al2O3 support was also compared to its modification with K2O and CeO2 , SiO2-Al2O3 and Y zeolite , the Au/CeO2-Al2O3 catalyst (deposition-precipitation , pH=10.6) was found to increase NO to N2 selectivity . At 373K and a NO space velocity of 80 h-1 , this Au/CeO2-Al2O3 catalyst showed a NO conversion of ca 32% and a N2 selectivity of ca 100% .

並列關鍵字

Au catalysts ； NO reduction ； in-situ FTIR

參考文獻

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