Chemisorption and Oxidation of Methanol over V₂O₅ Catalyst - I. Chemisorptive Behaviors of CO and CH₃OH -

V₂O₅ 촉매상에서의 메탄올 흡탈착 및 산화반응 - I. CO와 CH₃OH의 화학흡착 특성 -

The adsorptive behaviors of carbon monoxide and methanol over $V_2O_5$catalyst were studied by means of thermal desorptlon spectroscopy (TDS) under ultrahigh vacuum conditions. Carbon monoxide adsorbed on oxygen-deficient V sites as well as on V=O groups of the $V_2O_5$ surface. CO adsorbed on the V sites desorbed at 380 K while CO adsorbed on the V=O groups formed carbonate species with surface oxygen of $V_2O_5$ and desorbed as $CO_2$ resulting in the reduction of the surface of she $V_2O_5$catalyst. The amount of CO adsorbed in the form of carbonate species increased by both the pre- and post-adsorbed oxygen. The adsorptive behavior of methanol over the catalyst was studied by thermal desorption experiments of $CH_3OH$, HCHO, CO, and $H_2$ upon methanol adsorption at 298 K. The results showed that methanol was adsorbed dissociatively on the $V_2O_5$catalyst as methoxy and hydroxyl groups at 298K.

초고진공하에서 열탈착 실험에 의하여 오산화바나듐 촉매상에서 일산화탄소와 메탄올의 홉착특성을 연구하였다. 일산화탄소는 오산화바나듐 촉매표면의 격자산소 결함을 갖는 바나듐이온이나 바나듐이온에 결합된 이중결합성 산소에 흡착하였다. 격자산소 결함을 갖는 바나듐이온에 흡착한 일산화탄소는 380K에서 탈착되었으며, 바나듐이온에 결합된 이중결합성 산소에 흡착한 일산화탄소는 격자산소와 결합하여 탄산기의 형태를 형성한 후 이산화탄소로 탈착되면서 촉매 표면을 환원시켰다. 선흡착되거나 후흡착되는 산소에 의하여, 탄산기의 형태로 흡착하는 일산화탄소의 흡착량은 증가하였다. 오산화바나듐 촉매상에서 메탄올을 흡착시킨 후 메탄올, 포름알데히드, 일산화탄소, 수소 등의 열탈착실험에 의하여 메탄올의 흡착특성을 연구하였다. 메탄올은 298 K에서 오산화바나듐 촉매상에 methoxy와 hydroxyl기를 형성하면서 분해흡착하였다.