Abstract
本實驗內容是利用共沉澱法製鉑、錳或鋁修飾之Cu/ZnO基質觸媒，並以固定床反應器測試四種不同的甲醇重組程序的活性和選擇性，分別是甲醇分解(DM)、甲醇蒸氣重組(SRM)、甲醇部分氧化(POM)和甲醇氧化蒸氣重組(OSRM)反應。由於Cu/ZnO觸媒在200 oC以上有優異的活性，但是在低於200 oC活性卻不佳，其中可能的原因是，在高溫含氧的條件下，金屬銅容易被氧化成無活性的CuOx結構。 利用共沉澱法備製不同比重以鉑為修飾的Cu30Ptx/ZnO複合觸媒，進行OSRM反應。在低於200 oC以下，具有比Cu/ZnO觸媒更好的催化活性。尤其以Cu30Pt2/ZnO觸媒具有最高的甲醇轉化率(CMeOH)和低一氧化碳(SCO)選擇性。由於加入鉑可增加銅金屬的還原能力，X光吸收光譜近邊緣結構圖譜(XANES)指出即時監測的Cu30Pt2/ZnO催化劑進行OSRM反應時，在反應活性越好的時候具有CuI含量越多。 將不同比重以錳為修飾的Cu30Mnx/ZnO複合觸媒進行甲醇部分氧化反應發現，由於CuMn2O¬4 尖晶石的產生，使Cu30Mnx/ZnO具有良好的催化活性而此晶相在催化反應佔有極重要的角色。值得注意的是， Cu30Mnx/ZnO觸媒可以將甲醇部分氧化反應在室溫下起燃至150 oC。然而在進行50小時反應之後Cu30Mnx/ZnO觸媒之催化活性會因為銅金屬在高溫下團聚而逐漸失去活性。 Cu30Mn20Alx/ZnO 觸媒在鋁修飾之後發現有CuAl2O4的尖晶石結構產生，此晶相有助於觸媒在甲醇部分氧化反應上的穩定性以及耐久性。雖然Cu30Mn20Alx/ZnO觸媒在POM反應具有高甲醇轉化率(CMeOH >80%)，但是氫氣選擇率(SH2 < 90 %)和一氧化碳選擇率(SCO > 10%)卻不佳。然而將此觸媒在反應溫度(TR) 150 oC進行80小時長時間的POM反應測試之後，甲醇轉化率(CMeOH = 93 %)卻只輕微的降低而已，由此可知，Cu30Mn20Alx/ZnO 觸媒具有商業化以及應用在質子交換膜燃料電池上的潛力。