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| 研究生： |
陳碧真 Bi-Zhen Leng |
|---|---|
| 論文名稱： |
CuB系列觸媒於甲酸甲酯氫解及一段式甲醇合成法之研究 |
| 指導教授： |
陳吟足
Yin-Zu Chen |
| 口試委員: | |
| 學位類別： |
碩士 Master |
| 系所名稱： |
工學院 - 化學工程與材料工程學系 Department of Chemical & Materials Engineering |
| 畢業學年度： | 89 |
| 語文別： | 中文 |
| 論文頁數： | 72 |
| 中文關鍵詞： | 甲酸甲酯 、銅硼觸媒 、甲醇 |
| 相關次數： | 點閱：2 下載：0 |
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本研究是以化學還原法製備CuB與Me-CuB觸媒進行甲酸甲酯氫解反應，以甲醇鉀(potassium methoxide)觸媒進行羰基化反應，並將兩反應合併於一反應器中進行一段式液相甲醇合成反應。
CuB觸媒熱穩定性不佳，於甲酸甲酯氫解活性差，添加促進劑Th、Cr、Zr、La、Mn可提升觸媒穩定性與分散性，並增加甲酸甲酯氫解活性，其中以20%Th與10%Cr的促進效果最好， 20%Th-CuB及10%Cr-CuB之氫解活性分別為CuB觸媒的7倍與6倍。20%Th-CuB之活性與商用銅-鉻觸媒相當；10%Cr-CuB之活性略不及銅-鉻觸媒，但可降低鉻使用量，減少環境污染。氫解反應速率隨溫度之增加而增加，其反應活化能為74.9 kJ/mol，H2分壓之增加有利於甲酸甲酯之氫解，其反應級數為0.6，而CO之存在會抑制氫解反應之進行，其影響反應級數為- 0.1。
羰基化反應使用之甲醇鉀觸媒在空氣中稱取進行反應，幾無羰基化活性，加入20%Th-CuB或10%Cr-CuB，並引入適量氫氣，可使其再生恢復活性。羰基化反應為可逆放熱反應，隨反應溫度降低或一氧化碳分壓之增加，平衡轉化率隨之增加。
一段式液相甲醇合成之最適反應溫度為150℃，於150℃甲醇生成速率最快，溫度低於150℃，反應受制於甲酸甲酯氫解反應速率較低；溫度高於150℃，反應受制於羰基化反應平衡轉化率較低。一氧化碳或氫氣分壓之增加皆可提升甲醇生成速率，H2/CO等於或大於反應計量比2，增加一氧化碳分壓可顯著提升甲醇產率。20%Th-CuB於一段式液相甲醇合成反應之甲醇生成速率與銅-鉻觸媒相當。
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3. B. J. Liaw, and Y. Z. Chen, “Liquid-Phase Synthesis of Methanol from CO2/H2 over Ultrafine CuB Catalysts”, Appl. Catal. A, 206 (2001) 245.
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