Abstract
本文主旨是研究含Pt金屬之BEA和MOR分子篩觸媒在正庚烷和正丁烷異構化反應，並探討改變分子篩之Si/Al 值、酸性和孔洞分佈如何影響反應活性和選擇性。配合XRD、TPR、TEM和XAS等分析技術探討Ga加入含Pt金屬分子篩觸媒時所扮演角色為何？最後以XAS配合EPR和NMR等分析技術探討V在VAPO-5和V-MCM-41分子篩上的幾何結構。在正庚烷異構化實驗結果得到Pt/BEA 活性和異構物產率均優於Pt/MOR，原因是BEA沸石具有三維直通型孔道和較多中孔洞分佈，加上酸性比MOR沸石弱，故有利於異構物的中間物擴散，避免進一步進行裂解反應。對低Si/Al值的MOR沸石去鋁可提高異構物產率，當MOR之Si/Al值大於或等於15時，最大異構物產率就維持定值不再隨Si/Al增加而增加；此外當MOR的Si/Al值增高時，進行雙分子裂解反應的機會會減少。去鋁對BEA沸石在提升最大異構物產率並無幫助。正丁烷在Pt/沸石上主要是行雙分子反應，所以當Si/Al值增加（及酸性中心減少）時，異丁烷的選擇性也隨著降低。當反應壓力提高時，Pt/沸石會進行氫解反應產生較多C1產物，且反應活性隨壓力增加而降低；但Pt/SO4=-ZrO2的活性並不會隨壓力改變而有太大變化，從苯的加氫反應和Arrenius 圖得知Pt/SO4=-ZrO2主要是進行酸性反應，且在正丁烷異構化反應主要是走單分子反應。當Pt/BEA觸媒含有Ga時，不僅會降低Pt的加氫和脫氫功能，且會減少在正庚烷異構化反應的活性和選擇性。由TPR結果顯示Ga和Pt會形成一個極難還原的中心；且在XRD、TEM和XAS得知Pt顆粒會因Ga加入而減少。最後經由EXAFS解析和其它鑑定結Pt和Ga形成(Pt-Ga)+x 的物種。以XAS研究VAPO-5和V-MCM-41分子篩在氧化還原過程中V中心原子價數和幾何結構的變化，發現在氧化過程中V主要是以+5價和四面體結構存在；還原以後的V都變成+4價和扭曲的八面體結構存在。煆燒後含水態和還原態的V-MCM-41發現有V-V鍵存在，但是VAPO-5的氧化還原態和水蒸汽處理後都無發現有V-V鍵存在，此顯示VAPO-5上的V比V-MCM-41更穩定且孤立。