氧化鐵/擔體觸媒之製造方法

全文

(1)【19】中華民國【12】專利公報（B）【11】證書號數：I383989 【45】公告日：中華民國 102 (2013) 年 02 月 01 日【51】Int. Cl.： C07F15/02 (2006.01) C01G49/08 (2006.01) B01J37/00 (2006.01). C07F15/03 (2006.01) B01J23/745 (2006.01) 發明全 9 頁 . 【54】名稱：氧化鐵/擔體觸媒之製造方法 A METHOD FOR PRODUCING A FERRIC OXIDE CATALYST ON A SUPPORT 【21】申請案號：098146614 【22】申請日：中華民國 98 (2009) 年 12 月 31 日【11】公開編號：201121982 【43】公開日期：中華民國 100 (2011) 年 07 月 01 日【72】發明人：黃文星 (TW) HWANG, WENG SING；劉世鈞 (TW) LIU, SHYH JIUN；黃家宏 (TW) HUANG, CHIA HUNG；黃俊凱 (TW) HUANG, CHUN KAI 【71】申請人：國立成功大學 NATIONAL CHENG KUNG UNIVERSITY 臺南市東區大學路 1 號【74】代理人：陳啟舜【56】參考文獻： US 4957939 J. Mater. Chem., 2006, 16, 1273–1280 Phys Chem Minerals (2008) 35:467–475 NUKLEONIKA 2007;52(Supplement 1):S33−S36 審查人員：黃智詮. [57]申請專利範圍 1. 一種氧化鐵/擔體觸媒之製造方法，其包含：一螯合步驟，係將氯化鐵、至少一螯合劑及一擔體置入一溶劑中混合形成一含擔體之鐵錯合物溶液，使得該鐵錯合物溶液中之氯化鐵的鐵離子 Fe3+ 與該至少一螯合劑反應共同形成一鐵錯合物並吸附於該擔體上；一乾燥步驟，係將該鐵錯合物溶液中之該溶劑移除，獲得一吸附於該擔體上之乾燥鐵錯合物；及一熱處理步驟，係將該吸附於該擔體上之乾燥鐵錯合物進行熱分解，以獲得一氧化鐵/擔體觸媒。 2. 依照申請專利範圍第 1 項所述氧化鐵/擔體觸媒之製造方法，其中於將該至少一螯合劑置入該溶劑混合前，該至少一螯合劑係預先選自於由二乙基三胺(diethylenetriamine)、三乙基四胺(triethylenetetraamine)、乙二胺(ethylenediamine)、1,10-鄰二氮菲(1,10phenanthroline)及 2,2'-聯吡啶(2,2'-Bipyridine)所組成之族群。 3. 依照申請專利範圍第 2 項所述氧化鐵/擔體觸媒之製造方法，，其中氯化鐵係與二螯合劑 R1 及 R2 置入該溶劑中混合，所形成之鐵錯合物為 Fe[R1 ]a [R2 ]b [H2 O]c3+ ，且 R1 相異於 R2 ，其中(a×R1 之配位數)+(b×R2 之配位數)+c=6。 4. 依照申請專利範圍第 2 項所述氧化鐵/擔體觸媒之製造方法，其中該氯化鐵係與一螯合劑 R1 置入該溶劑中混合，形成之鐵錯合物為 Fe[R1 ]a [H2 O]c3+ ，其中(a×R1 之配位數) +c=6。 - 2005 -.

(2) (2) 5. 依照申請專利範圍第 1 或 2 項所述氧化鐵/擔體觸媒之製造方法，其中將氯化鐵、該至少一螯合劑及該擔體置入該溶劑中混合形成該含擔體之鐵錯合物溶液包含：將氯化鐵、該至少一螯合劑及為一多孔性材料之該擔體置入該溶劑中混合形成該含擔體之鐵錯合物溶液。 6. 依照申請專利範圍第 1 或 2 項所述氧化鐵/擔體觸媒之製造方法，其中將氯化鐵、該至少一螯合劑及該擔體置入該溶劑中混合係包含，於混合過程中，持續攪拌該溶劑。 7. 依照申請專利範圍第 1 或 2 項所述氧化鐵/擔體觸媒之製造方法，其中於氯化鐵、該至少一螯合劑及該擔體置入該溶劑後，另以超音波震盪該溶劑。 8. 依照申請專利範圍第 7 項所述氧化鐵/擔體觸媒之製造方法，其中執行該超音波震盪的時間係為 24 小時。 9. 依照申請專利範圍第 2 項所述氧化鐵/擔體觸媒之製造方法，其中形成之鐵錯合物為 Fe [R1 ]a [R2 ]b [H2 O]c3+ ，且 R1 相異於 R2 ，其中(a×R1 之配位數)+(b×R2 之配位數)=4 及 5 之一。 10. 依照申請專利範圍第 2 項所述氧化鐵/擔體觸媒之製造方法，其中形成之鐵錯合物為 Fe [R1 ]a [H2 O]c3+ ，其中(a×R1 之配位數)=4 及 5 之一。 11. 依照申請專利範圍第 1 或 2 項所述氧化鐵/擔體觸媒之製造方法，其中該乾燥步驟係於真空環境下進行。 12. 依照申請專利範圍第 1 或 2 項所述氧化鐵/擔體觸媒之製造方法，其中該熱處理步驟係於氮氣的環境下進行。 13. 依照申請專利範圍第 1 或 2 項所述氧化鐵/擔體觸媒之製造方法，其中執行該熱處理步驟的溫度係為 800 至 900℃。 14. 依照申請專利範圍第 1 或 2 項所述氧化鐵/擔體觸媒之製造方法，其中執行該熱處理步驟的時間為 1 至 4 小時。 15. 依照申請專利範圍第 1 或 2 項所述氧化鐵/擔體觸媒之製造方法，其中該熱處理步驟後，另將氧化鐵/擔體觸媒置於氮氣環境下進行冷卻。 16. 依照申請專利範圍第 1 或 2 項所述氧化鐵/擔體觸媒之製造方法，其中該螯合步驟中，係先將該氯化鐵及螯合劑加入該溶劑後，再添加該擔體。 17. 依照申請專利範圍第 1 或 2 項所述氧化鐵/擔體觸媒之製造方法，其中該螯合步驟中，係先將該擔體加入該溶劑後，再添加該氯化鐵及螯合劑。 18. 依照申請專利範圍第 1 或 2 項所述氧化鐵/擔體觸媒之製造方法，其中該螯合步驟中，係先將該擔體與一無水酒精進行混合，再加入該溶劑中。圖式簡單說明第 1 圖：本發明較佳實施例之氧化鐵之製造方法之流程圖。第 2 圖：本發明較佳實施例之氧化鐵/擔體觸媒之製造方法之流程圖。第 3 圖：本發明較佳實施例之氧化鐵/擔體觸媒 XRD 測試比較圖。第 4a 圖：本發明第一實施例之氧化鐵/擔體觸媒之製造方法，以乙二胺(ethylenediamine) 當螯合劑，氧化鐵/擔體觸媒 A(Fe3 O4 /C-en)之低倍率 HRTEM 示意圖。第 4b 圖：本發明第一實施例之氧化鐵/擔體觸媒之製造方法，以乙二胺(ethylenediamine) 當螯合劑，氧化鐵/擔體觸媒 A(Fe3 O4 /C-en)之高倍率 HRTEM 示意圖。第 5a 圖：本發明第一實施例之氧化鐵/擔體觸媒之製造方法，以乙二胺(ethylenediamine) 當螯合劑，另一氧化鐵/擔體觸媒 B(Fe2 O3 /C)之低倍率 HRTEM 示意圖。 - 2006 -.

(3) (3) 第 5b 圖：本發明第一實施例之氧化鐵/擔體觸媒之製造方法，以乙二胺(ethylenediamine) 當螯合劑，另一氧化鐵/擔體觸媒 B(Fe2 O3 /C)之高倍率 HRTEM 示意圖。第 6 圖：本發明較佳實施例之氧化鐵/擔體觸媒 CV 曲線測試比較圖。第 7 圖：本發明較佳實施例之氧化鐵/擔體觸媒電位 vs.電流關係圖。第 8 圖：本發明較佳實施例之氧化鐵/擔體觸媒電壓功率測試比較圖。第 9 圖：本發明第二至四實施例之氧化鐵/擔體觸媒電壓功率測試比較圖。第 10 圖：本發明較佳實施例之氧化鐵/擔體觸媒 A 穩定度測試圖。. - 2007 -.

(4) (4). - 2008 -.

(5) (5). - 2009 -.

(6) (6). - 2010 -.

(7) (7). - 2011 -.

(8) (8). - 2012 -.

(9) (9). - 2013 -.

(10) - 2014 -.

(11)