前言

第一章、前言

1.1 研究緣起

氮氧化物 (NOx-NO、NO₂、N₂O) 是造成空氣污染主要來源之一，其 中，95% NOx 中有 49%來自移動污染源，46%來自固定污染源(Schneider et al. 1994)，氮氧化物會造成光化學煙霧(Photochemical smog)、酸雨、臭氧 層破洞以及溫室效應等環境問題(Bosch et al. 1988)。近年來，觸媒催化技 度範圍 80~260℃下進行選擇性觸媒還原反應(Jiang et al. 2009)，於 SCR 觸 媒之擔體研究上，氧化鋁及活性碳因具有金屬表面酸鹼度之特性、高比表 面積及高化學穩定性等優點，為常用之 SCR 觸媒擔體(Jin et al. 2010)， 以 氧化鋁及活性碳為擔體之 SCR 觸媒，雖於無 SO₂之影響下具有高 NO 之轉 化效率，但對於抵抗 SO₂毒化之能力仍嫌不足。TiO₂因其表面具有路易士

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酸基及對硫毒化有較高忍耐性等優點，為現今常用之低溫 SCR 觸媒擔體。

錳氧化物因具有不同型態之晶格氧(labile oxygen)，且研究顯示無晶型 態(amorphous)之錳氧化物於低溫 SCR 反應下具有良好之活性，因此被廣 泛應用於低溫 SCR 觸媒上(Wallin et al. 2004；Kijlstra et al. 1997)。另外，

Park et al. (2001)研究指出，煙道廢氣經脫硫設備處理後尚存有低濃度之 關於奈米鈦管(TNT, Titanium nanotube)作為低溫 SCR 擔體部分則較少學者 作相關之研究(Wang et al. 2011；Yao et al. 2011)。TNT 觸媒具有高比表面 積及高活性之優點，倘若能將活性金屬擔載於 TNT 表面製成低溫 SCR 觸

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積與酸性基之間關係作探討。故本研究將比較 TiO₂及 TNT 兩種擔體觸媒 對於低溫 SCR 反應之影響，並將雙金屬擔載於 TiO₂及 TNT 擔體上，探討 其 NO 轉化率之影響以及探討觸媒比表面積與酸性基之間關係。

本研究規劃以 NO 作為主要目標污染物，以 NH₃作為還原劑，以 Mn、

Fe 雙金屬為主要之活性金屬，擔體方面將探討三種不同之 TiO₂ 擔體 (TiO(OH)、Degussa P25、ST01)以及三種不同之 TNT 擔體 (TNT-TiO(OH)、

TNT-P25、TNT-ST01)；並建立一套以實場煙道廢氣濃度條件模擬低溫 SCR 反應系統，以了解觸媒對於 NO 轉化效率之影響。

本研究目的如下：

1. 以水熱法製備 TNT 擔體，再以共沉澱法製備低溫 SCR 觸媒，並將 Mn、

Fe 金屬分別擔載於 TiO(OH)、Degussa P25、ST01 及自製 TNT 等擔體 上，探討 MnFe/TiO₂與 MnFe/TNT 觸媒對於低溫 SCR 反應之影響。

2. 本研究以實場煙道廢氣濃度條件模擬低溫 SCR 反應系統，以 NO 為主 要污染物，注入固定濃度 NH₃做為還原劑，反應溫度為 150℃，探討 於低溫 SCR 反應中，MnFe/TiO₂與 MnFe/TNT 觸媒於 SO₂存在下之 NO 轉化效率。

3. 本研究藉由不同分析技術如 XRD、BET、FTIR、ICP、SEM、NH₃-TPD、

H₂-TPR、FTIR 等，探討 MnFe/TiO₂與 MnFe/TNT 觸媒其物化特性，

並分析低溫 SCR 觸媒脫硝前後之特性。

4. 觸媒活性影響因子探討。本研究將針對 MnFe/TiO₂與 MnFe/TNT 觸媒 其比表面積與酸性基之間關係作探討；另外，將探討比表面積與酸性 基分別對於觸媒活性之影響。

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