资源描述
,*,*,學界開發產業技術計畫,經,濟,部,按一下以編輯母片,*,1,學界科專計畫執行現況座談會議程,計畫名稱：奈米金屬在觸媒反應之應用四年計畫執行學校：中央大學,會議議程：,1.,執行學校簡報,(,含現場實地訪視）,14:0015:10,2.,綜合討論,15:1016:00,专业,.,2,學界科專計畫執行現況座談會（,peer review,）,依據：,依據學界科專申請須知規定，執行單位每半年需提出研,究進度工作報告（簡稱半年報），本部得安排審查,委員進行計畫執行現況座談,（,peer review,）。,目的：,瞭解、協助解決執行單位於執行過程所遭遇之行政與,技術層面之困難。,瞭解學校配合學界科專推動之相關措施。,专业,.,3,會議議程,1.,執行學校簡報,(,含現場實地訪視）,14:0015:10,2.,綜合討論,15:1016:00,专业,.,4,經濟部學界開發產業技術計畫執行現況座談,奈米金屬在觸媒反應之應用四年,計畫,（第四年度）,全 程 計 畫：自,92,年,10,月,01,日至,96,年,09,月,30,日止,第 四 年 度 計 畫：自,95,年,10,月,01,日至,96,年,09,月,30,日止,本 期 計 畫：自,95,年,10,月,01,日至,96,年,03,月,31,日止,國立中央大學,奈米觸媒研究中心,专业,.,5,執行學校簡報大綱,1.,上半年度計畫執行成果,2.,上半年度成果運用,3.,國際技術指標分析表,4.,年度成果預估表達成情形說明,5.,上半年度計畫變更情形說明,6.,下半年度工作內容說明,7.,下半年度工作項目之預期產業效益說明,8.,上半年度人力運用情形,9.,上半年度經費運用情形,10,.,衍生委託計畫一覽表,11.,檢討、因應與建議,专业,.,6,上半年度計畫執行情形,专业,.,7,1.,上半年度計畫執行成果,分項計畫,計畫目標（請依計畫書內容填寫）,實際執行內容,(,以實際達成狀況具體詳細填寫,屬計畫查核點並請以*表示,),是否達成原計畫內容及預定進度,落後原因,/,改善措施,預定趕上進度時間,總,計,畫,計畫管理、協調與整合,各子項每週內部會議一次，共舉辦,120,次。,總計畫每週內部會議一次，共舉辦,24,次。,95,年,10,月訪問南京大學，參加中大南大觸媒研討會，並簽定合作備忘錄。,95,年,11,月與台科大合作舉辦第,13,屆台日觸媒研討會。,95,年,11,月日本,Hattori,Tatsumi,Domen,Hara,Eguchi,教授來校訪問。,96,年,1,月日本,Anpo,教授來校訪問，與大阪府立大學簽合作備忘錄。,技術授權亞炬公司、大同世界科技公司、信通交通器材公司共,70,萬元，共交回,14,萬元給經濟部。,96,年,3,月,13,日與工研院能環所共同舉辦”,PFCs,與微污染控制國際研討會”。,96,年,4,月,17,日舉辦,2007,年奈米觸媒研討會。,96,年,5,月,31,日,6,月,1,日舉辦氫能之製造、純化、儲存及應用研討會。,已與昶緣興公司簽約技術移轉金觸媒之製備方法共,20,萬元。,是 否,专业,.,8,一、,A1,低溫甲醇部份氧化,以二元氧化物製成擔體雙金奈米金觸媒並完成各項物性、化性的鑑定,反應溫度,200,，轉化率,90,(1),二元氧化物擔載雙金奈米金觸媒的製備完成,Au-Ag/TiO,2,-Fe,2,O,3,、,Au-Cu/TiO,2,-Fe,2,O,3,奈米級雙金屬觸媒的製備。,觸媒的物性測試利用,X,射線繞射分析儀、熱重分析儀、穿透式電子顯微鏡等儀器與分析技術，分別對擔體及觸媒進,行鑑定。,a.,由,X,射線繞射分析儀的分析結果得知 在,Au-Ag/TiO,2,-Fe,2,O,3,觸媒中，觀察不到金與銀的繞射峰。因此判斷金與銀的粒徑都相當的小。,Au-Cu/TiO,2,-Fe,2,O,3,觸媒的結果中，在,38.2(111),與,64.5(220),有觀察到微小的金繞射峰，可證明金顆粒為小晶粒。並於,2=50.3,o,及發現金屬態的銅微小繞射峰；,Cu,+,的繞射峰則於,2=36.5,o,，,Cu,2+,的繞射峰則於,2=35.5,o,。,b.,由熱重分析發現,Au-Ag/TiO,2,-Fe,2,O,3,有三支重量損失峰，在,72,為觸媒粉末所吸附的水份脫附，在,227,與,297,為FeOOH熱分解成為Fe,2,O,3,的特性峰。,Au-Cu/TiO,2,-Fe,2,O,3,觸媒的熱重分析看出，在,187,，,209,與,228,各有一重量損失峰，,397,以上金的鹽類成為金屬態，而使重量損失趨於平緩。,c.,由穿透式電子顯微鏡的結果可看出在,Au-Cu/TiO,2,-Fe,2,O,3,觸媒中的金屬粒子有相當好的分散性。金屬晶粒的粒徑約,1.88 nm,，隨著氧化鐵在擔體中的比例減少，金屬晶粒的粒徑減小到,1.78nm,，可見適量添加鐵至擔體中可以減小金屬粒子的大小。,(3),甲醇部份氧化製氫的活性測試,a.Au-Ag/TiO,2,-Fe,2,O,3,觸媒，在氧氣,/,甲醇進料比,=0.3,，,250,下進行甲醇部分氧化反應,(POM),，改變擔體,Ti/Fe,莫耳比由,10/07/3,，發現甲醇轉化率在,Ti/Fe=9/1,時最佳，達到,92%,。氫氣選擇率為,92%,。,b.Au-Cu/TiO,2,-Fe,2,O,3,觸媒在擔體,Ti/Fe,莫耳比為,9/1,時有最高的甲醇轉化率,95%,，氫氣選擇率為,89%,，此時一氧化碳選擇率低於,5%,。,是 否,是 否,是 否,专业,.,9,二、,A2,低溫,CO,選擇性氧化,80,下，,30,000 h,-1,，,O,2,/CO=1.5,，,CO,轉化率,99,選擇率50,壽命1000小時,80下，30,000 h,-1,，,O,2,/CO=1.5,，,CO,轉化率,99,選擇率50,壽命1000小時,80下，30,000 h,-1,，,O,2,/CO=1.5,，,CO,轉化率,99,選擇率50,壽命1000小時,(1),製備雙氧化物擔體利用含浸法將二氧化錳與氧化鐵結 合，在製備擔體的過程中改變錳和鐵的莫耳比，再利用沉積沉澱法將金負载於雙氧化物擔體上。調整酸鹼值至,9,，攪拌溫度為,60,維持兩小時，而後進行反應測試。在富於氫氣中進行選擇性一氧化碳氧化，因此發現我們所使用的觸媒,1%Au/MnO,2,-Fe,2,O,3,(Mn/Fe=3/7),在高溫,80,下有良好的轉化率,100%,與選擇率,50%,，當溫度在升溫為,100,時，此觸媒的轉化率與選擇率仍然維持不變，可以發現,1%Au/MnO,2,-Fe,2,O,3,(Mn/Fe=3/7),對於相當穩定且賦予良好的活性。經過,TEM,測試發現,1%Au/MnO,2,-Fe,2,O,3,(Mn/Fe=3/7),平均金顆粒大小分布為,2-3,奈米。,(2)現已使用含浸法做出不同鎂鈦原子比的混合擔體，而後使用沉積沉澱法製備1wt%的金觸媒，其中以鎂鈦比為2比8的混合擔體，酸鹼值為8的金觸媒對反應有最好的效果。此觸媒反應溫度在80時，對氫氣流中的氧化一氧化碳的效果有最好的活性，其轉化率可達到100%且選擇率也可達到54.7%。對反應有最佳的活性。由XRD及TEM的結果可得到金顆粒的平均粒徑大約在23nm之間。由ESCA的數據分析得到，元素態的金含量佔有較大的比例，由此可知其活性對去除一氧化碳有好的效果。,(3)以光沉積法製備金觸媒可獲得更小的金顆粒，以提高觸媒反應活性，考慮的製作參數有光源選擇、照光時間、酸鹼值控制，目前已做出最佳條件為13W光源，照光兩小時，酸鹼度控制在9有高於沉積沉澱法製備之金觸媒活性，並根據HRTEM測試發現金顆粒縮小至1.5奈米，另外使用ICP偵測實際沉積量也較沉積沉澱法為多，利用ESCA分析金化學狀態發現元素態金含量佔大多數，反應後比反應前更明顯，並在反應後金顆粒聚集。,是 否,是 否,是 否,专业,.,10,三、,A3,低溫有機廢氣的處理,反應性壽命及再生測試,反應性壽命及再生測試,(1),利用,sol-gel,方式製備所得的,CeO,2,母液，將預先製備好的,Au/CeO,2,粉末與母液均勻混合，並以乾膠凝膠法使其附著於陶瓷纖維上，結果顯示利用此方法，可以製備出附著性佳觸媒。,(2),反應條件測試：以先前條件最佳的觸媒為參考，將相同的觸媒製備於陶瓷纖維上，以苯為例，,1wt.%Au/CeO,2,粉末能在,210,將苯完全氧化，將相同的觸媒負載於陶瓷纖維紙上，其完全氧化溫度則升高為,250,，,1wt.%Au/CeO,2,能在,230,將甲苯完全氧化，若將其負載於陶瓷纖維上，其完全氧化溫度則升高為,270,，含浸釩氧化物可提高金觸媒對苯的活性，以含浸,2wt.%,的釩為例，能在,170,將苯完全氧化，若將其負載於陶瓷纖維上，完全氧化溫度則提高為,230,。結果顯示在陶瓷纖維上負載金觸媒會使得觸媒活性略為下降，但還是能保有一定的活性。,是 否,是 否,专业,.,11,四、,B1,對氯硝基苯,/,間氯硝基苯的氫化,鎳鈷硼觸媒壽命的探討及改進,(1),加入鈷,(10%X,Co,NiCoB(1:0.3)NiB NiCoB(1:1)NiCoB(1:3),。,NiCoB(1:0.1),對,p,-CNB,氫化活性最高，表面有最高濃度的鎳和硼對,p,-CNB,的氫化活性有很大的幫助，更可增加,NiB,觸媒的熱穩定性，觸媒粒子結晶現象因而遭到抑制，但選擇率卻下降。改質後的觸媒仍有著非晶形的結構，從,TEM,中，看出,NiB,的形態和,CoB,相似，而鈷的加入使得鎳觸媒的粒徑變小，也由於高表面能量使得粒子易聚集，結果與,XRD,結果符合，加入高分子,PVP,穩定劑後，可避免粒子的聚集，而不會影響粒子大小，粒子大小約為,3-5,奈米。,DSC,圖譜中，在,325,和,475,0,C,有兩個吸熱峰，於,NiB,觸媒中加入鈷，將降低吸熱峰的面積且使得結晶溫度上升而更趨穩定，且鈷含量愈高，吸熱峰的面積愈小，結晶溫度愈上升，熱穩定性愈高。製備過程中添加水溶性,PVP,高分子為穩定劑，期能將,NiCoB,觸媒顆粒更進一步奈米化、均一化。高分子穩定劑,PVP,之分子以,10,000,為主，結果顯示能有效的促使觸媒徑更小且均一化，形成耐熱性與結構穩定性較佳的非晶形米合觸媒。對,p,-CAN,的選擇率也大幅提升，且使粒子不易聚集而保持較小粒徑。,是 否,专业,.,12,四、,B1,對氯硝基苯,/,間氯硝基苯的氫化,可在,50,下操作，可得轉化率達,100,在質轉制條件下，可使反應速率提高,20,之製程,(2),在,CO,2,-Expanded Methanol,進行之對氯硝基苯氫化結果，已為,Journal of Supercritical Fluids,所接受。,p-Xylene,為合成,PET(Polyethylene Terephthalate),的主要原料，由於,PET,結構中含有苯環，微生物無法加以分解，可先將,p-Xylene,氫化成,1,4-,二甲基環己烷,(1,4-Dimethylcyclohexane),，再進一步氧化及聚合，可得結構同,PET,但不含苯環之生物可分解聚合物，本研究以提升,p-Xylene,氫化速率為主要目的。本計畫利用高壓之二氧化碳氣體溶於有機溶劑中形成,CO,2,-Expanded Liquid,以增加氫氣在液相中之溶解度及降低液體黏度，如此可增加反應物質傳速率，進而提升反應速率。以,Ru/Al,2,O,3,氫化觸媒進行實驗，在通入,CO,2,後明顯發現反應性降低，懷疑可能因反應產生副產物,CO,毒化觸媒造成，為克服,CO,所造成的問題，現正加入另一觸媒期使,CO,進一步的氧化，來降低因,CO,毒化觸媒之問題。,TPA(Terephthalic Acid),經氫化反應生成,1,4-CHDA(1,4-cyclo-hexanedicarboxylic Acid),，試以,CO,2,-Expa
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