发明名称 水蒸汽重整甲醇用催化剂及其制造方法
摘要 提供高活性且具耐热性、耐久性优越的铜系催化剂及尽可能价廉的以简单制程制出该催化剂之方法。藉由粉碎以硷性水溶液沥滤处理式 Al100-y-zCuyTMz(惟,y为10~30原子%,z为5~20原子%,TM为Cu以外的过渡金属之至少1种)表示的准结晶或相关结晶相之Al合金块而得的Al合金粒子之处理步骤,利用调整前述沥滤处理的条件,由Al之氧化物及过渡金属之氧化物而成并形成于前述Al合金粒子之表面上,形成分散并含有 Cu微粒子的氧化物表面层,其后、藉由在氧化性气罩下进行加热处理前述已沥滤处理的Al合金粒子,使成以具有前述氧化物表面层中的前述Cu微粒子之一部分或全部为铜氧化物微粒子的氧化物表面层之Al合金粒子,而得水蒸汽重整甲醇用催化剂。
申请公布号 TWI284059 申请公布日期 2007.07.21
申请号 TW093122654 申请日期 2004.07.29
申请人 独立行政法人科学技术振兴机构;独立行政法人物质?材料研究机构 发明人 蔡安邦;龟冈聪;寺内正己
分类号 B01J25/00(2006.01) 主分类号 B01J25/00(2006.01)
代理机构 代理人 游永谊 台北市大安区复兴南路2段353号2楼
主权项 1.一种水蒸汽重整甲醇用催化剂,其特征在于藉由 粉碎以硷性水溶液沥滤处理式Al100-y-zCuyTMz(惟,y为 10~30原子%,z为5~20原子%,TM为Cu以外的过渡金属之至 少1种)表示的准结晶或相关结晶相之Al合金块而得 的Al合金粒子之处理步骤,利用调整前述沥滤处理 的条件,由Al之氧化物及过渡金属之氧化物而成并 形成于前述Al合金粒子之表面上,形成分散并含有 Cu微粒子的氧化物表面层,其后、藉由在氧化性气 罩下进行加热处理前述已沥滤处理的Al合金粒子, 使成以具有前述氧化物表面层中的前述Cu微粒子 之一部分或全部为CuO或Cu(TMxAl1-x)2O4(0<x≦1.0)尖晶 石化合物之铜氧化物微粒子的氧化物表面层之Al 合金粒子,而得水蒸汽重整甲醇用催化剂。 2.如申请专利范围第1项所述的水蒸汽重整甲醇用 催化剂,其中前述藉由在沥滤处理后于氧化性气罩 下进行加热处理而得的表面氧化层之中于前述Al 合金粒子之界面附近形成有由Cu及过渡金属(TM)之 氧化物而成的累积层。 3.如申请专利范围第1项所述的水蒸汽重整甲醇用 催化剂,其中前述TM系由Fe、Ru、Os、Co、Rh及Ir之群 体选出的至少一种。 4.如申请专利范围第1项所述的水蒸汽重整甲醇用 催化剂,其中前述TM系由Mn、Re、Cr、Mo、W、V、Nb及 Ta之群体选出的至少一种。 5.如申请专利范围第1项所述的水蒸汽重整甲醇用 催化剂,系藉由还原前述CuO或Cu(TMxAl1-x)2O4(0<x≦1.0) 尖晶石化合物所形成的粒径在10nm以下的奈米Cu粒 子具有由Fe3O4、Al2O3或此等的混合物所包围的组织 而成之表面层。 6.一种水蒸汽重整甲醇用催化剂之制造方法,其特 征在于藉由粉碎以温度范围40~90℃之浓度范围2至 15重量%之氢氧化钠(NaOH)、碳酸钠(Na2CO3)或碳酸氢 钠(NaHCO3)水溶液的硷性水溶液沥滤处理式Al100-y-z CuyTMz(惟,y为10~30原子%,z为5~20原子%,TM为Cu以外的过 渡金属之至少1种)表示的准结晶或相关结晶相之Al 合金块而得的Al合金粒子之处理步骤,利用调整前 述沥滤处理的条件,由Al之氧化物及过渡金属之氧 化物而成并形成于前述Al合金粒子之表面上,形成 分散并含有Cu微粒子的氧化物表面层,其后、藉由 在氧化性气罩下进行加热处理前述已沥滤处理的 Al合金粒子,使成以具有前述氧化物表面层中的前 述Cu微粒子之一部分或全部为CuO或Cu(TMxAl1-x)2O4(0<x ≦1.0)尖晶石化合物之铜氧化物微粒子的氧化物表 面层之Al合金粒子,而得水蒸汽重整甲醇用催化剂 。 7.如申请专利范围第6项所述的水蒸汽重整甲醇用 催化剂之制造方法,其中前述由硷性水溶液经沥滤 处理而得的Al合金粉末之溶出量系0.5~40重量%。 8.如申请专利范围第6项所述的水蒸汽重整甲醇用 催化剂之制造方法,系藉由在氢气气罩下还原处理 前述CuO或Cu(TMxAl1-x)2O4(0<x≦1.0)尖晶石化合物,形成 粒径10 nm以下的奈米Cu粒子为Fe3O4、Al2O3或此等的 混合物所包围的组织而成之表面层。 图式简单说明: 第1图系表示催化剂粒子在制造本发明之催化剂的 过程中之表面构造的概念图。 第2图系表示以本发明之实施例1所得的催化剂粒 子之粉末X射线绕射图式之图形。 第3图系表示以本发明之实施例1所得的催化剂粒 子之电子显微镜观察影像的图面代用照相图。 第4图系表示本发明之实施例1在氧化性气罩下进 行热处理之前的催化剂粒子之电子显微镜观察影 像的图面代用照相图。 第5图系表示实施例1及比较例1之催化剂活性测试 结果之图形。 第6图系表示实施例2及比较例2之催化剂活性测试 结果之图形。 第7图系表示实施例3、4及比较例3、4之催化剂活 性测试结果之图形。 第8图系表示实施例5、实施例1及比较例1之催化剂 活性测试结果之图形。 第9图系表示实施例5及比较例5之催化剂活性寿命 测试结果之图形。
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