Abstract
本實驗以銅- 鎳合金觸媒行甲醇部份氧化製氧氫之動力學研究為主, 並與Raney 銅與Raney 鎳獨媒混合物行甲醇部份氧化制氫之轉化率及產物等作一比較, 因Raney 觸媒混合物中銅與鎳距離很大所以視銅於鎳原子間無作用力, 不影響彼此之活性。另一方面銅一鎳合金之銅及鎳原子距離近, 因而彼此間電子互相影響, 而有電子效應, 利用以上距離效應, 以不同比例之Raney 觸媒混合物與不同組成之合金觸媒行甲醇部份氧化之轉化率及產物作一比較, 比了解銅與鎳之間之作用對催化活性之影響。因一氧化碳易於銅及鎳表面形成coing (碳化)造成獨媒活性之衰退, 所以進料液體以10％甲醇加90％水(莫爾比), 以如此大量之水蒸氣於一氧化碳行蒸氣重組反應:CO＋H O＝CO ＋H產生之氫氣為所欲之產物, 由於碳化之減少, 因此可獲得箏態之反應數據。本實驗利用N O 分解性吸附及氫強吸附於鎳 (溫度大於25℃), 等兩種方法來求合金觸媒之表面鎳所占之分率, 吾人採用N O 法所得之結果為實驗依據, 兩種方法所產生之差距可能為合金間存在著不同且難以控制的物理因素 (如晶格缺陷及孔洞等存在)。於實驗中發現加氧有助於降低反應活化能, 增加甲醇於鎳及銅一鎳合金上行分解性吸咐之能力使氫之產量增加, 並使反應由吸熱變成放熱。於鎳觸媒上行甲醇部份氧化製氫時, 發現溫度效應影響甲烷之產量, 於高轉化率 (大於70％, 大量放熱) 及溫度高於260 ℃時甲烷產量大增, 證實了表面Methoxide 反應:CH O ＝CH ＋O 之發生, 因升溫不利於CO＋3H ＝CH ＋H O (大量放熱反應),因此一氧化碳之甲烷化反應較不易發生。由合金觸媒及Raney 觸媒混合物之甲醇部份氧化實驗, 發現銅於部份氧化時可視為惰性物質, 但於蒸氣重組就非隋性物質, 此與 [1]將銅當成衡釋劑及惰性物質之觀點就某些反應狀態是有等商確的。銅一鎳間之電子效應, 有抑制於鎳觸媒之甲烷化反應之效果。