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不同擔體來源之影響

第四章 結果與討論

4.1 商用擔體製備金屬氧化物系列之觸媒

4.1.2 NO 催化效率測試

4.1.2.2 不同擔體來源之影響

本研究中所使用的 TiO2擔體有二種,一種為商用品 P25,另一種則是由 TiO(OH)2製備而來。不同的 TiO2擔體因為其晶相組成的差異,在製備成觸 媒後,其 deNOx 的催化效率亦會不同,圖 4-7 為使用不同 TiO2擔體,加上 Mn 和 Mn、Fe 等活性金屬,其 deNOx 催化效率的差異。

使用商用品 P25 為擔體的觸媒,無論單金屬 Mn 或雙金屬 Mn、Fe 其 deNOx 催化效率在 150℃下即可達 80%以上。而若使用成本較低的 TiO(OH)2

所製得之 TiO2擔體,在使用單金屬 Mn 觸媒時,其 deNOx 催化效率可達到 80%之 deNOx 效率,但若以含量各為 10 wt%之雙金屬 Mn、Fe 為觸媒時,

其觸媒效率則略低,為 79%。研究結果顯示,使用不同擔體來源時,其催 化 活 性 大 小 順 序 為 Mn(10)Fe(10)/P25 > Mn(10)/P25 > Mn(10)/TiO2 >

Mn(10)Fe(10)/TiO2 > Mn(10)/ZSM5。

本研究群過去曾以沸石 ZSM5 為擔體,並以含浸法製備觸媒,應用於丙 酮的催化反應,研究結果顯示沸石亦為一可行之觸媒擔體,因此本節比較 ZSM5 沸石和以 TiO2為擔體之 deNOx 催化效率之差異,前者乃以含浸法將 金屬塗敷在擔體上,而後者則經由共沉澱法製備,所使用之活性金屬為 Mn 觸媒。實驗結果顯示如圖 4-7,在相同實驗條件下,相同的理論活性金屬含 量以 TiO2為擔體經由共沉澱法所製備之觸媒,其 NOx 催化效率明顯優於以 沸石 ZSM5 為擔體經由含浸法所製備之觸媒。當使用 TiO2為擔體時,其 NOx 效率可達 80%,但若以沸石為擔體時,其 deNOx 效率僅有約 50%。

以較便宜之 TiO(OH)2所製得之 TiO2擔體之 NOx 催化效率雖然略低於 以商用品 P25 為擔體之觸媒,但兩者的 NOx 催化效率差異不大,而使用 TiO(OH)2所製得之 TiO2做為擔體,其 NOx 催化效率亦遠高於以沸石 ZSM-5 為擔體之觸媒,因此後續將持續使用由 TiO(OH)2所製備之 TiO2為觸媒擔體。

褐煤屬於煤的一種,其含碳量約為 70%左右介於泥煤與煙煤之間,富含

揮發分與水分,褐煤的開採成本低於煙煤,主要用於發電廠的燃料,也可 作化工原料、催化劑載體、吸附劑、淨化污水和回收金屬等,通常有二種:

(1)土狀褐煤(brown coal),質地疏鬆而較軟。(2)暗色褐煤(lignite),質地致密 而較硬,可直接用作家庭燃料、工業熱源燃料及發電的燃料,也可用作氣 化、低溫乾餾等的原料。本研究將會探討使用暗色褐煤做為觸媒擔體之可 行性。

本節將探討利用褐煤為觸媒擔體之可能性,以共沉澱法將錳(Mn)和鈰 (Ce)擔持在褐煤擔體上之 NO 催化活性。由於褐煤無法在高溫有氧的環境下 煅燒,故在高溫煅燒時通入氮氣,防止褐煤結構受到破壞,製備完成後之 觸媒再進行 NO 催化效率測試。由圖 4-8 的結果中,使用褐煤為擔體之觸媒,

其 NO 催化效率可達 90%,在同理論金屬含量下,使用褐煤為擔體之觸媒,

其 NO 催化效率相同於以 TiO2為擔體之觸媒(90%)。

Mn(10)/ZSM5