Abstract
鈀金屬不僅可吸附氫氣在其表面上，亦可吸收氫氣進入其內部而形成氫化鈀。本研究以不同導電性質的氧化物，如ｎ－型半導體氧化物（ＴｉＯ2 ，ＺｎＯ，ＣｅＯ2 ，Ｎｂ2 Ｏ5 ），ｐ－型半導體氧化物（Ｃｒ2 Ｏ3 ，ＭｎＯ），金屬型氧化物（Ｖ2Ｏ3 ），及非導體氧化物（ＧｅＯ2 ，Ａｌ2 Ｏ3 ，ＳｉＯ2 ）等為擔體，製備鈀觸媒。使用體積法和程控昇溫脫附法（ＴＰＤ），觀察氫化鈀的形成，及此氫化鈀因熱而解吸的現象，以探討氫氣還原對觸媒上氫化鈀特性的影響。ＴＰＤ法趼究之結果發現，愈容易被氫氣還原之擔體，其觸媒上氫化鈀形成的量愈容易因還原處理而減少。以ＧｅＯ3 及ＺｎＯ等極易被還原成金屬之氧化物為擔體時，鈀金屬會被還原後之擔體所包囊或與之形成合金，而抑制了氫化鈀的形成。體積法研究顯示，Ｐｄ╱ＴｉＯ2 觸媒形成氫化鈀的量，生成熱，與金屬上吸附氫的量均會隨著還原處理溫度之昇高而減少。ＴＰＤ法研究也發現，氫化鈀解吸量的變化（以Ｆｄ表示其相對變化量之百分比）及氫化鈀平均解吸溫度的偏差（以Ｄｔ表示），亦隨著還原處理溫度之昇高而增加。ＴＧＡ及ＴＰＤ研究發現，ＴｉＯx ╱Ｐｄ反載式觸媒在氮氣下加熱處理不會產生重量及Ｆｄ的變化，但在氫氣下加熱還原處理時，則觸媒不僅會產生重量減少的現象，亦同時產生Ｆｄ與Ｄｔ的變化。ＴＰＤ研究亦發現，大顆粒鈀金屬粉與ＴｉＯ2 物理混合的樣品，其Ｆｄ與Ｄｔ的變化會隨著還著還原處溫度之昇高而同時增加。以上之現象顯示，使Ｐｄ╱ＴｉＯ2 觸媒上氫化鈀形成之量及其穩定性改變之主要原因，並非是包囊作用或是金屬顆粒大小因素所造成的。推測在還原處理時，產生了鈀金屬與擔體間之電子相互作用，以致於減少鈀顆粒價電子能帶之空缺並提高此空缺之平均位能。ＴＰＤ法探討Ｎｂ2 Ｏ5 ，Ｃｒ2 Ｏ3 ，ＭｎＯ，及Ｖ2 Ｏ3 等較難被還原之過渡性金屬氧化物為擔體之鈀觸媒時發現，Ｄｔ對Ｆｄ曲線的初斜率，隨擔體金屬元素的工作函數（ｗｏｒｋ ｆｕｎｃｔｉｏｎ）而變。此發現更支持金屬與擔體間會產生金屬原子間鍵結，而它們之間的電子相互作用，是使這些觸媒上氫化鈀特性改變的主要原因。極難被還原之氧化物（Ａｌ2 Ｏ3 及ＳｉＯ2 ）為擔體之觸媒，在８７３Ｋ以上之高溫還原處理後，亦產生Ｄｔ與Ｆｄ之變化，顯示了金屬與這些低性的擔體間仍會有電子相互作用存在。還原作用所導致影響鈀觸媒上氫化鈀特性的現象為可逆性的程序。氧化處理可恢復鈀觸媒之吸氫能力及所形成氫化鈀之熱穩定性。