沈澱法製備Au/γ-Al2O3觸媒的

Kinetics of the CO oxidation of Au/γ-Al2O3 catalysts Prepared by Deposition-precipitation

柯建盛(Chien-Shen Ko)

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(2004年)

摘要

本研究以沈澱法製備1% Au/γ-Al2O3觸媒，並進行CO的氧化反應，探討沈澱時的pH值、前處理條件及製備過程中原物料添加順序對觸媒活性的影響。發現適當的鹼添加和前處理，所製得的1% Au/γ-Al2O3觸媒，對CO氧化反應的催化活性與1.5% Au/TiO2參考觸媒相當。
比較不同前處理之鍛燒溫度與鍛燒時間，發現以20% O2 於573K下鍛燒2小時最能提高金觸媒活性。前處理鍛燒溫度不足時，轉化率較低，但經過573K反應測試後轉化率會有上升的現象，顯示觸媒可能因前處理溫度不足而未被完全活化。原物料添加順序中，發現以先將氧化物擔體添加鹼改變懸浮溶液pH值，再將金溶液滴入為最佳。
CO氧化反應動力學分析方面，經由Arrhenius plot顯示1% Au/γ-Al2O3觸媒的活化能約6.1 kcal/mole，在238K~228K之間似乎有轉折現象而非線性，若此轉折現象是存在，則不同溫度範圍活化能分別為11.3 kcal/mole (>243K)及6.3 kcal/mole (<223K)。CO氧化反應於243K、253K與263K下，CO與O2反應級數分別為-1與0.2，1.5% Au/TiO2參考觸媒在此溫度範圍下的反應級數也相同，顯示此級數範圍符合金觸媒Single site L-H反應動力學速率式，但無法確定O2為分解吸附或非分解吸附。
由1% Au/γ-Al2O3觸媒與1.5% Au/TiO2參考觸媒對於CO與O2的吸附行為分析中顯示，自製Au/γ-Al2O3觸媒與Au/TiO2參考觸媒皆有真空下氣體釋放現象，但Au/γ-Al2O3放出量明顯較低，這個真空環境下的氣體釋放現象會干擾吸附行為分析，致使可信度下降。

關鍵字

反應動力 ； 金觸媒 ； 一氧化碳氧化 ； 沈澱法

並列摘要

Alumina-supported gold catalysts were prepared by deposition-precipitation method. The preparation parameters investigated include pH, pretreatment , sequence of raw material addition. The Au/γ-Al2O3 prepared at pH >9.5 became very active for CO oxidation above at 213K after a calcination at 573K for 2h. This activity is similar to the 1.5% Au/TiO2 reference catalyst. With a feed of 1% CO+10% O2 in He, almost 90% of the CO was converted at 298K at CO a space velocity of 21,415 μ mole/g-cat/h. Lower CO oxidation activity was observed, when the calcination temperature reduced to 473K or when a calcination time of 1h was used. Kinetic studies were performed with both 1% Au/γ-Al2O3 and 1.5% Au/TiO2. Both catalysts showed a near -1 order rate dependence on CO and a near 0.2 order rate dependence on O2 between 213K and 253K. This conforms to a single-site Langmuir-Hinshelwood rate model. However, it is not sure whether the O2 was dissociative or nondissociative adsorbed.

並列關鍵字

kinetics ； Au catalysts ； CO oxidation ； deposition-precipitation

參考文獻

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