Abstract
本研究利用 DTG (Derivative Thermogravimetry) 來鑑別 O42-/MOx 觸媒上不同硫酸根物種的, 發現在 SO42-/Al2O3 觸媒上, 有三種硫酸根物種: 表面硫酸根, 多層硫酸根與結晶性硫酸鋁,金屬表面硫酸根與結晶性金屬硫酸鹽類。在這些金屬氧化物上皆可得到超酸性硫酸根, 它是一種強共價性鍵結的表面硫酸根, 不易在水中解離。這種超酸性硫酸根在含硫支撐物上 (Al2O3, AlOOH 與 MgAl2O4) 的生成, 受硫酸根沈浸液之酸性強度和表面上鹼性 OH 基數目的影響。單位表面積之強鹼性 OH 基的數目則受六配位鋁含量 (Octahedral Al) 的影響, 因此六配位鋁愈多, 單位表面積的超酸性硫酸根愈多。在我們所探討的這些觸媒中, 發現正丁烷異構化反應活性與超酸性強度有關: 酸性愈強的超酸觸媒, 愈可藉 Mono-Molecular 機構來完成正丁烷異構化反應, 而得到較高的異丁烷產率和選擇性。酸性較弱的超酸觸媒, 則藉 Bi-Molecular 機構來完成正丁烷異構化反應, 因此得到較低的異丁烷產率和選擇性。在 SO42-/Zr(OH)4 和SO42-/Al2O3 上添加 Pt, 無論是潤濕法還是物理混合法, 皆可增加原觸媒的, 選擇性和穩定性。潤濕法添加 Pt 後的觸媒, 其異丁烷選擇性比物理混合物高, 這是因為 Pt/Al2O3 的裂解活性會減少物理混合物的選擇性。