Study of Methanol Synthesis on Nano-Scale Catalysts Produced by Atomic Layer Epitaxy Technique

原子磊層技術經常用於單晶表面與薄膜生長的製程，對於生成金屬奈米顆粒亦極為有用。無論是平面基材或是孔洞擔體，皆可使用原子磊層技術將金屬前驅物沈積於固體表面，並透過一定的處理程序形成原子層金屬觸媒。是未來值得開發的新一代觸媒製造技術，本計畫將利用原子磊層技術製造鎳觸媒與銅觸媒應用於甲醇合成研究，反應方面分兩階段，第一階段以鎳觸媒為主以H2/CO2 為進料生產CO，第二階段以銅觸媒為主H2/CO/CO2 混合物為進料合成甲醇。本計畫以CO2 資源化回收為目標，H2/CO2 生產CO可降低甲醇合成所需CO 之成本本計畫第一年，我們預計使用原子磊層技術製備Ni/SiO2、NiAl2O3 與 Ni/TiO2 三種觸媒，並探討：(1) 鎳前驅物在擔體表面的吸附機構 (2) 鎳金屬在擔體上形成原子層的生成機制 (3) 原子磊層鎳觸媒之基礎物性研究。第二年我們將以原子磊層鎳觸媒用於逆水氣轉移反應生產合成氣，目標是開發出高轉化率與高CO 選擇率的反應製程，包括：(1) 觸媒選擇與改質 (2) 反應條件最佳化。除觸媒之高活性外，高CO 選擇性亦是反應製程的重要考慮因素，因此本計畫考慮以添加劑方式進行原子磊層鎳觸媒改質，以提高CO 選擇率。第三年將針對逆水氣反應後之H2/CO2/CO 合成氣進行甲醇合成研究與H2/CO2/CO 反應條件最適化進行研究，預期原子磊層銅觸媒的高穩定性與高活性相當有利於甲醇合成反應，我們將會考慮各種不同變因對反應產率與選擇性的影響，此外亦將進行反應機構之研究基礎，與反應過中之表面化學。

Project ID:PA9508-0635
External Project ID:NSC95-2113-M182-003