甲烷活化机理研究进展

对近年来CH4活化机理方面的研究做了综述。在甲烷氧化偶联(OCM)反应中,催化剂表面上究竟何种氧负离子(O2-(超氧)、O22-(过氧)、表面晶格氧O2-)是参与活化CH4的活性氧物种仍然是一个存在争议的问题。在不同金属表面上CH4的直接活化模式被认为有两种,一种是形变模式,另一种是伸缩模式。在通过中间体途径活化CH4的研究中,发现“三中心两电子”脱氢反应和与有机金属阳离子络合物的络合交换反应是两种在温和条件下活化CH4的很有前景的活化方式。     

甲烷干重整反应中CO2解离路径的分子模拟

采用量子化学计算方法考察Ni基催化剂上甲烷干重整反应中CO2解离路径的能量、结构和电荷分布.计算结果表明,CO2的直接解离和氢助解离路径总体都是吸热反应.其中活化能较低的路径为:CO2中碳原子先被氢进攻生成甲酸基(—COOH),随后甲酸基(—COOH)裂解生成CO(g)和—OH.CO2更容易沿此活化能较低的路径解离.随...     

甲烷催化部分氧化制成合成气研究新进展

传统的天然气蒸汽重整制合成气在天然气间接转化利用过程中约占总费用的６０％左右。甲烷催化部分氧化制合成气反应是一个温和的放热过程,具有反应速度快、选择性高、反应器体积小和能耗低等优点,具有降低建厂投资和操作费用的巨大潜力。本文阐述了近十年来在甲烷催化部分氧化制成合成气工艺研究方面取得的主要进展,包括催化剂研究、反应器设计、工艺开发以及反应动力学和反应机理研究,并简单介绍了天然气的蒸汽重整、非催化部分     

甲烷部分氧化制合成气研究进展

本文通过甲烷催化部分氧化制备合成气反应机理的研究,首先阐述了我国当前合成气制备的新技术特点,同时对甲烷催化部分氧化制备合成气的催化剂选择、热力学以及反应机理等几个方面进行深入研究,阐述当前甲烷催化部分氧化制备合成气反应机理的不同观点,为甲烷催化部分氧化制备合成气工业化发展提供支持,推动我国合成气制备领域的全面发展.     

甲烷催化部分氧化催化剂研究进展

综述了国内外甲烷催化部分氧化催化剂在载体、助剂、活性组分及制备方法等方面的研究进展,以对改善催化剂的抗积碳性、提高催化剂的稳定性和选择性提供参考。     

甲烷催化部分氧化制合成气研究进展

简要介绍了各种正在研究开发中的天然气制合成气技术,催化部分氧化制合成气具有较好的工业化应用前景;从催化部分氧化的热力学、催化剂和反应机理等方面对甲烷催化部分氧化技术的研究状况进行了阐述和分析,并对甲烷催化部分氧化技术今后的研究重点和应用领域进行了展望。     

耦合甲烷部分氧化与二氧化碳重整的研究进展

对耦合甲烷部分氧化与二氧化碳重整反应的研究现状和进展及用于该反应的铱、镍、钴、铂等催化体系进行了介绍和探讨。认为耦合甲烷部分氧化与二氧化碳重整反应是有工业化前景的工艺。     

甲烷氧化偶联反应中氢气生成机理的研究

研究了石英、陶瓷和不锈钢等材质空管反应器中及催化剂上甲烷氧化偶联反应中氢气生成的现象。考察了氢气生成量随反应温度、反应气流速、烷氧比反应条件的变化规律。考察了催化剂存在与不存在下甲烷、乙烷、乙烯的蒸汽重整反应、ＣＯ－Ｈ２Ｏ的水气变换反应，进而研究和讨论了甲烷氧化偶联反应中氢气生成的主要途径和机理     

氢气在硫化钼分子簇上解离的DFT研究

A DFT study of H2 dissociation on a series of Mo x S y clusters was performed, including homolytic and heterolytic dissociation. The preference for the two pathways on these models show much difference, as the Mo coordination number increases, the homolytic dissociation becomes easier, whereas the heterolytic dissociation becomes more difficult. Furthermore, frontier orbital theory was used to analyze the dissociation mechanisms of these two pathways. It was found that the symmetry and energy gap of Mo x S y’s HOMO and H2’s LUMO are the decisive factors in H2 activation.     

微波强化分解甲烷水合物的研究

通过2.45GHz微波辐射实验,研究了甲烷水合物在微波电磁场中的稳定性和加热分解规律。实验结果表明,利用微波强化分解甲烷水合物主要依靠热效应,甲烷水合物自身的动力学非稳定条件及液态水协同增强热效应是微波热激法的作用条件。对于未冷冻且未降压的甲烷水合物/水体系微波作用效果最佳,应先微波加热后再结合降压分解。冷冻后未降压的甲烷水合物/冰体系的分解造成介电损耗的急剧变化,分解速率和微波加热速率显著改善。冷冻后降压的甲烷水合物/冰体系在微波场中仍处于极低分解速率的自保护区域,不适宜微波分解。     

磷钨酸催化剂部分氧化甲烷合成甲醇的探索性实验研究

以磷钨酸为催化剂,进行了甲烷部分氧化制取甲醇的实验研究。实验在常压微分反应器上进行,醋酸为液相试剂,甲烷首先转化生成醋酸甲酯,醋酸甲酯水解生成甲醇。考察了磷钨酸催化剂的制备方法、制备条件、载体影响以及反应温度对甲烷部分氧化反应的影响。磷钨酸催化剂可有效催化甲烷部分氧化反应。当催化剂采用回流浸渍法制备,SiO2为催化剂载体,催化剂焙烧温度为300℃,催化活性诱导期为3~4h。甲烷部分氧化反应在0.1MPa、267~280℃条件下,甲烷转化率为26.61%,目的产物选择性97.26%。     

加压下甲烷空气部分氧化制合成气

采用固定床流动反应装置 ,研究了加压条件下镍基催化剂对甲烷空气部分氧化制合成气的催化性能 ,考察了镍负载量、助剂种类、反应温度、压力、CH4/O2 配比等因素对催化性能的影响。结果表明 ,Ni/α -Al2 O3-MgAl2 O4催化剂的镍负载量质量分数为 8%时 ,催化性能最佳 ,添加稀土助剂La2 O3的催化剂活性最好 ,且La2 O3的最佳添加量(质量分数 )为 2 %。 8%Ni-2 %La2 O3/α -Al2 O3-MgAl2 O4催化剂上的条件试验表明 ,在 70 0～ 90 0℃内 ,CH4转化率和CO选择性随温度升高而增加 ;随着压力的增加 (0 1～ 1 5MPa) ,CH4转化率和CO选择性下降 ;在甲烷空速为(0 8～ 2 0 )× 10 4h- 1 内 ,转化率和选择性基本不变。     

La掺杂的Ni/-γAl_2O_3用于甲烷部分氧化反应机理

采用共沉淀法制备镧改性的Ni/-γAl2O3催化剂催化甲烷部分氧化反应,表现出较高的和活性和稳定性。BET、TPR和XRD表征说明镧的加入提高了催化剂的比表面积,降低了催化剂活性组分还原温度,提高载体稳定性。最后提出一种在La-Ni/-γAl2O3催化剂上甲烷部分氧化反应的机理。     

甲烷部分氧化制合成气中副产纳米碳管的研究

研究了甲烷部分氧化制合成气过程中生成的碳,对其做了TEM、XRD和Raman光谱测试,分析得知产物中含有大量多壁纳米碳管。为了研究其生成的原因,去掉催化剂,在相同的装置和反应条件下,甲烷和氧气或以合成气为原料进行反应,结果发现,以甲烷和氧气为原料气时无碳生成,而用合成气为原料,进行反应时,反应后可得到大量碳。对产物碳做了TEM、XRD和Raman光谱测试,结果表明为多壁纳米碳管,由此推测,甲烷部分氧化过程中生成的纳米碳管是由一氧化碳歧化生成,反应装置中的控温热电偶可能起催化剂的作用。氢气在一氧化碳歧化制备纳米碳管的过程中起着很重要的作用。     

甲烷部分氧化反应Ni-CeO_2模压催化剂的研究

采用机械混合法和溶液浸渍法两种不同方式向Ni金属催化剂中添加CeO2助剂,制备了甲烷部分氧化制合成气反应用Ni-CeO2催化剂。以SEM、XRD和TPR等方法对催化剂进行了表征,并采用常压微型反应器对催化剂活性进行了评价。结果表明,与用机械混合法制备的催化剂相比,用溶液浸渍法制备的Ni-CeO2催化剂中CeO2晶粒更细小、分散更均匀,催化剂具有均匀的网状结构,其催化甲烷部分氧化性能也较佳。与不加助剂的纯Ni基模压催化剂相比,用溶液浸渍法制备的Ni-CeO2催化剂的氧化还原性发生了变化,其TPR耗氢峰向低温方向移动,将w(CeO2)=10%的Ni-CeO2催化剂用于甲烷部分氧化反应时,得到了较高的甲烷转化率及氢气和一氧化碳选择性。     

甲烷部分氧化反应制合成气的研究进展

综述了甲烷部分氧化反应制合成气的研究进展情况,重点介绍了催化剂和反应器,另外对新出现的激光促进表面反应技术和等离子体技术也进行了简单的介绍。     

填充惰性材料对甲烷部分氧化反应的影响

采用柠檬酸法和浸渍法制备了VOx/Co1yFeyMoO、MoOx/Co0.9Fe0.1MoO复合氧化物催化剂,结合Raman和XRD手段对催化剂进行了表征。在固定床反应器上考察了催化剂对甲烷氧化的催化性能。通过在催化剂床层上部气相空间填充惰性材料,考察了甲烷氧化反应中气相自由基反应对催化反应的影响。空管中填充惰性材料后,在一定程度上抑制了气相自由基反应。催化反应时,催化剂床层上部空间无填充惰性材料时,气相自由基反应依然存在;在催化剂床层上部空间填充惰性材料也可以减少气相自由基的影响。填充惰性材料可以排除气相自由基反应的干扰,显示出催化剂(如VOx/Co0.9Fe0.1MoO)的“真实”的活性。     

钴基催化剂上甲烷部分氧化与甲烷二氧化碳重整耦合反应

用TPR、XRD和活性评价等手段研究了Co/SiO2 、Co/γ -Al2 O3和Co/α -Al2 O3催化剂上金属 -载体相互作用以及Co/α-Al2 O3催化剂上钴负载量对甲烷部分氧化与甲烷二氧化碳重整耦合反应性能的影响。实验结果表明 ,Co/γ -Al2 O3和Co/SiO2 催化剂活性很差的原因主要是金属 -载体的相互作用太强或太弱 ,只有金属 -载体相互作用适中的Co/α -Al2 O3催化剂才具有高的催化活性。在Co/α -Al2 O3催化剂中钴的负载量对催化性能有很大影响 ,当负载量低时催化剂易发生Co0 →CoAl2 O4 相转变而失活 ,而负载量太高时催化剂容易积碳 ,大颗粒的金属钴是积碳的活性中心