中孔材料覆載奈米金屬粒子之氣相催化

Abstract

本研究是以MCM-41作為觸媒載體，MCM-41為中孔材料，特點為表面積大（>1000 m2/g）、孔體積大（1~2 cm3/g），孔徑大小易控制（2-30 nm）等優點。而與傳統應用在一氧化碳觸媒最大不同點，為MCM-41為二氧化矽組成，而二氧化矽為惰性擔體，目前應用性較廣為活性載體，如二氧化鈦、氧化鐵等，這些擔體對於CO oxidation過程也能提供部分活性，因此，若是要針對金奈米粒子作深入探討時，活性載體便不適用3。 本研究除了金觸媒外，單金屬方面也加入了銀與銅等系統，銀和銅的成本較低，能大量應用在工業催化上。另外，金觸媒的穩定性較差，且吸附氧氣能力弱，因此，我們加入對氧氣有高親和力之金屬，與金形成合金，來提高活性。 一氧化碳氧化反應中，除了測試在空氣環境下的轉換率之外，也在富氫（rich hydrogen）下做選擇性的氧化，若是在低氧濃度，且富氫氣氛下，能對CO有高轉化率及高選擇性，在燃料電池上，會有極佳的應用性。鑑定儀器方面，主要是利用X光粉末吸收繞射來了解結構組成，及高解析穿透式電子顯微鏡，來鑑定金屬顆粒大小。在判斷合金組成方面，除了紫外光-可見光吸收光譜外，也採用同步幅射儀器：延伸X光吸收精細儀，來了解顆粒的組成與分布。