Abstract
本研究建立了一套熱分解 (Thermal Decomposition)一氧化氮 (NO) 的反應系統, 用於比較各種金屬對此反應的催化活性。 發現使用氧化鋁 (Al2O3) 為擔體時, 以鈀 (Pd) 及鉑 (Pt) 觸媒的活性為最高。 Pd 觸媒在800C 以上具有非常高的活性, 及相當長的存活期 (lifetime), 且活性不受氧氣及二氧化硫的影響, 因此應具實用性。 但所需的高溫使應用時受到嚴苛的限制。 研究發現, 增加觸媒上 Pd 的含量, 加入少量金、銀等與鈀形成合金, 或添加鋯 (Zr)、鈰 (Ce) 等促進劑均可以降低反應所需的溫度。 本論文提出了一個 NO分解的反應機構, 並證實反應的速率決定步驟, 是氧氣的脫附。 NO 在 Pt 觸媒上的熱分解是個結構敏感性(struc- ture sensitive) 反應, 小顆粒的 Pt 有較高的活性, 發現 Al2O3 及 Zeolite 是活性較好的擔體。 而在 Al2O3上活性最高的添加量為0.25%。 惜因反應條件 (T=873K)下催化活性會因 Pt 觸媒容易燒結而變低, 實用性不高。另外, 在研究 NO 分解的氣相反應, 發現在氣相中,NO 的分解是經原子連鎖反應(atomic chain reaction)的機構進行。 此連鎖反應的啟始步驟為氧原子的生成。 啟始步驟會因反應系統的狀況而變 : 在反應的轉化率很低時, 啟始步驟為 NO 的互相碰撞, 此時反應的活化能為 290 kJ.mol-1, 在反應的轉化率變高時, 啟始步驟變為 NO 與O2 的反應或氧分子的裂解, 活化能因而隨反應溫度和系統壓力而在254-401 kJ.mol-1 間變化。