觸媒濕式催化分解DMP之研究

本研究以濕式氧化法(wet air oxidation, WAO)處理鄰苯二甲酸二甲酯(dimethyl phthalate, DMP)。除研究濕式氧化分解DMP之最適化操作參數外,並添加不同種類之觸媒-Pt/Al2O3及γ-Al2O3以濕式催化分解DMP。 研究結果顯示WAO分解DMP之反應速率效率受到轉速(Nr)、反應溫度(T)、系統壓力(PT)等不同參數影響,其中溫度為主要參數。反應溫度愈高,對DMP降解效果愈明顯。其主要分解程序可分為兩階段式反應: (1)自室溫升溫達反應溫度之期間為DMP之無氧熱解反應,DMP降解為中間產物;(2)氧氣的加入後進行濕式氧化反應,中間產物氧化產生低分子量之羰酸,羰酸再經由氧化分解成CO2及H2O。 添加觸媒進行濕式催化分解反應結果可知,於不同工作氣體環境反應有不同之反應機制,DMP在有氧的環境下(工作氣體為氧、空氣)反應時,觸媒表面活性位置幾乎被O2佔據,此時DMP進行催化濕式氧化分解,升溫至473 K時後其DMP可完全去除,但TOC分解率僅達20%。 若工作氣體僅為N2時,DMP之降解機制主要以無氧裂解及吸附為主。DMP於觸媒催化下無氧裂解形成中間產物吸附於觸媒上之活性位置,並進一步分解。將濕式催化反應後之觸媒進行熱重分析發現,以N2為工作氣體反應後之觸媒之有機物吸附量較以O2為工作氣體多,而γ-Al2O3之吸附量又較Pt/Al2O3為多,Pt/Al2O3能將吸附於觸媒表面之有機物更進一步分解。不論使用何種觸媒皆可有效提升DMP之濕式分解效率。

作者:陳詩韻