Abstract
本研究的目的是要在低溫下從甲醇製備出氫氣的裕氣(hydrogen rich gas)，用來當作質子交換膜燃料電池(proton exchange membrane fuel cell, PEMFC)的燃料。利用初濕含浸法(incipit wetness)、和共沉澱法(coprecipitaton)製備以ZnO當擔體的鉑觸媒，來觀察Pt/ZnO觸媒對於催化甲醇部分氧化反應(partial oxidation of methanol, POM)製氫的特性。反應測試地發現共沉澱法製得的Pt/ZnO觸媒可以讓POM反應從室溫起燃，此起燃溫度低於所有文獻上的其他報導，由於POM是放熱的反應，系統溫度能在3分鐘左右上升至150 ℃的最佳催化狀況，提高甲醇轉化率和氫氣選擇率。在150 ℃時的甲醇轉化率可達CMeOH = 84 %、氫氣選擇率為SH2 = 75 %和CO2選擇率為SCO2 = 95 %。 控制pH值在7.5 ~ 8.5之間共沉澱製備出的2wt% Pt/ZnO催化效果最好，由電子顯微鏡觀察Pt顆粒大小約1.5 nm。藉由程溫還原(temperature -programmed reduction, TPR)技術發現還原過的Pt/ZnO在50 ℃會以PtsO及 PtsO2的形式吸附氧，且吸附的氧越多CMeOH也越高。在共沉澱法製備Pt/ZnO過程中加入少量Ce會減小Pt/ZnO上的Pt顆粒dPt(< 1 nm)，雖能提升POM時甲醇的轉化率(CMeOH = 90 %)，然而氫氣選擇率和CO2選擇率則略為下降。