掺杂SrTiO3体系上甲烷氧化偶联催化性能的研究

用X-射线粉末衍射(XRD)、氧吸附—程序升温脱附(O2-TPD)研究了柠檬酸热分解法制备的钙钛矿型催化剂的组成、结构与甲烷氧化偶联反应(OCM)催化性能，结果表明钙钛矿型SrTi0.9M0．1O3-δ(M=Mg，Al，Zr)的B位掺杂离子的价态越低，脱附温度越高，这与催化剂对生成C2产物的选择性相关联；钙钛矿型SrTi1-x，MgαO3-δ的B位Mg^2 掺杂量越多，催化剂中的氧空位越多，脱附温度升高。当B位Mg^2 掺杂量x≤0．1时，催化剂的甲烷转化率和C2选择性明显增加，当x≥0．1时又明显下降。认为低价离子掺杂所产生氧空位为氧分子的活化提供了活性位，表面吸附态氧物种为OCM反应主要活性氧物种，较高温度脱附的吸附氧有利于甲烷氧化偶联C2选择性的提高。     

SrTiO3体系上甲烷氧化偶联催化性能及XPS表征

用X-光电子能谱（XPS）研究SrTiO2体系上不同Sr/Ti比、B位不同价态掺杂元素和掺杂量的催化剂组成、表面吸附氧含量与甲烷氧化偶联（OCM）催化性能.结果表明Sr/Ti比增加、B位掺杂元素（Zr,Al,Mg）价态降低和B位Mg2＋掺杂量增加会导致催化剂表面吸附氧含量的增加,并与催化剂的C2产物选择性有顺变关系,但表面吸附氧含量过高会导致甲烷的深度氧化.     

甲烷氧化偶联反应的研究进展

通过对于甲烷氧化偶联法制取乙烯的反应过程中的各方面性能研究,对其进行具体分析,探讨针对不同性能的催化剂对于反应产物的各方面影响来进行具体分析。同时对于不同反应条件下的不同反应方面的影响也进行细致的研究分析,通过对于甲烷氧化偶联反应过程中的催化剂的催化机理进行研究。     

钙钛矿型复合氧化物对甲烷的部分氧化及在混合太阳能氧化还原过程的应用

利用固相法合成了3种钙钛矿型复合氧化物Fe2O3-CaTixM1?xO3,研究了其结构、晶型和氧化还原活性。在固定床反应器中考察了该氧化物对两步法甲烷催化氧化制合成气及水分解制氢的活性及选择性。X射线衍射结果表明3种钙钛型复合氧化物均由正交晶系钙钛矿相和赤铁矿相组成。3种钙钛矿复合氧化物对甲烷的氧化活性顺序为Fe2O3-CaTi0.85Ni0.15O3Fe2O3-CaTi0.85Co0.15O3Fe2O3-CaTi0.85Fe0.15O3。固定床反应结果表明,以Fe2O3-CaTi0.85Ni0.15O3为氧载体催化剂,CH4转化率可达96%,CO和H2产率达71%,同时水分解反应的转化率为40%。利用Aspen Plus?对Fe2O3-CaTi0.85Ni0.15O3在混合太阳能氧化还原过程的效率及合成油和H2产率进行了模拟。模拟计算结果证明基于复合氧化物的混合太阳能氧化还原过程可以有效提高CH4利用率。     

钙钛矿型复合氧化物对甲烷的部分氧化及在混合太阳能氧化还原过程的应用

利用固相法合成了3种钙钛矿型复合氧化物Fe₂O₃-CaTi_xM_1-xO₃,研究了其结构、晶型和氧化还原活性。在固定床反应器中考察了该氧化物对两步法甲烷催化氧化制合成气及水分解制氢的活性及选择性。X射线衍射结果表明3种钙钛型复合氧化物均由正交晶系钙钛矿相和赤铁矿相组成。3种钙钛矿复合氧化物对甲烷的氧化活性顺序为Fe₂O₃-CaTi_0.85Ni_0.15O₃ >Fe₂O₃-CaTi_0.85Co_0.15O₃ >Fe₂O₃-CaTi_0.85Fe_0.15O₃。固定床反应结果表明,以Fe₂O₃-CaTi_0.85Ni_0.15O₃为氧载体催化剂,CH₄转化率可达96%,CO和H₂产率达71%,同时水分解反应的转化率为40%。利用Aspen Plus^®对Fe₂O₃-CaTi_0.85Ni_0.15O₃在混合太阳能氧化还原过程的效率及合成油和H₂产率进行了模拟。模拟计算结果证明基于复合氧化物的混合太阳能氧化还原过程可以有效提高CH₄利用率。     

氧泵型反应器及在甲烷氧化偶联反应中的应用

本文介绍了氧泵型反应器构造、原理和固体氧离子电解质的性能表征。通过对催化剂、氧泵的作用、催化膜制备方法及反应历程几方面近期来研究的途述和总结,分析了氧泵型甲烷氧化偶联的研究现状,介绍了ＮＥＭＣＡ效应及其研究手段和主要结论。对氧泵型反应器甲烷氧化偶联存在的问题和今后的研究方向提出了看法。     

钙钛矿型复合氧化物LaFeO3和SrFeO3的催化性能

采用柠檬酸络合法合成了钙钛矿型复合氧化物LaFeO3和SrFeO3,并以其为催化剂对几种水溶性染料溶液进行降解实验。结果表明,LaFeO3和SrFeO3均有较强的催化性能,且SrFeO3的催化活性明显高于LaFeO3。这主要与A位离子的种类有关,A位离子不仅改变了B位离子的价态和电子结构,同时还影响到A－O、B－O之间的结合性能。     

载体对Li-Mn氧化物催化甲烷氧化偶联反应作用

采用浸渍法制备不同金属氧化物载体负载的Li-Mn/MO_x(M=Mg,La,Ti,Si,Zr,Ta)催化剂,对其甲烷氧化偶联反应活性进行评价。结果表明,以TiO_2为载体制备的Li-Mn/TiO_2催化剂具有较高的CH_4转化率和C2烃选择性,C_2烃产率显著提高,金属氧化物TiO_2是Li-Mn复合氧化物的优良催化剂载体。n(Li)∶n(Mn)=1.0∶2.0形成的Li-Mn/TiO_2催化剂具有最高的CH_4转化率和C_2烃选择性,n(C_2H_4)∶n(C_2H_6)的增加有助于提高反应产物中C_2H_4的相对浓度,W元素的添加未能进一步提高Li-Mn/TiO_2催化剂的催化活性。Li-Mn/TiO_2催化剂在n(Li)∶n(Mn)=1.0∶2.0、反应温度775℃、反应压力0.1 MPa、V(CH_4)∶V(O_2)=2.5、空速7 200 m L·(h·g)~(-1)和催化剂用量0.5 g条件下,CH_4转化率达31.9%,C_2选择性达52.7%,表现出最佳催化效果。     

负载型La2-xSrxCoO4类钙钛矿复合氧化物CO催化氧化性能

采用柠檬酸络合-浸渍法制备了以镁铝尖晶石MgAl2O4为载体、复合氧化物La2-xSrxCoO4(X=0.2、0.4、0.6和0.8)为活性组分的催化剂,通过XRD、H2-TPR和BET等分析方法对催化剂进行表征,利用固定床微型反应器测试催化剂对CO氧化的催化性能,并考察水蒸汽和SO2对其活性的影响.结果表明,X=0....     

复合氧化物催化剂催化氧化甲苯性能

以γ-Al2O3为催化剂载体,铜、锰为活性组分,稀土元素铈为助催化剂,采用浸渍法制备复合氧化物催化剂5%Cu/γ-Al2O3、5%Mn/γ-Al2O3、5%Cu-5%Mn/γ-Al2O3和5%Cu-5%Mn-1.6%Ce/γ-Al2O3,并考察其催化氧化甲苯性能。研究表明,复合氧化物催化剂催化氧化甲苯具有显著的效果,5%Cu-5%Mn/γ-Al2O3催化剂和5%Cu-5%Mn-1.6%Ce/γ-Al2O3催化剂表现出良好的低温活性和催化性能,对甲苯的完全燃烧温度分别为340℃和285℃。采用SEM和BET对催化剂进行表征,结果表明,催化剂的催化活性与活性组分在催化剂表面的分散度和催化剂的孔结构相关。     

氧泵型催化膜反应器中甲烷氧化偶联反应(Ⅱ)——动力学研究

在1％Sr/La_2O_3-Bi_2O_3-Ag-YSZ氧泵型催化膜反应器中,进行了甲烷氧化偶联反应动力学研究,提出了反应途径及机理,并建立了速率方程。结果表明,在该氧泵型催化膜反应器中,甲烷氧化偶联反应满足Rideal-Rdox机理。采用固体电解质电位测定技术进行了内扩散影响的考察。     

甲烷氧化偶联NaWMnO/SiO_2类催化剂低温催化性能的研究进展

本文将甲烷氧化偶联制乙烯(Oxidative coupling of methane, OCM)反应的NaWMnO/SiO_2类催化剂中在700℃以下具有显著催化活性的称为NaWMnO/SiO_2低温催化剂,在催化剂的组成、制备方法及催化性能等方面综述了近年来的研究进展。同时对于其存在的潜在工业化应用前景做了概述。     

负载型金属氧化物催化剂对交叉氧化偶联反应的催化作用

采用甲烷和甲苯作为催化交叉氧化偶联的评价反应,考察了Al2O3、MgO、CaO、TiO2及其负载碱金属催化剂。在不同碱金属含量、不同反应条件下进行了活性和选择性的研究,并提出了交叉氧化偶联的可能机理。     

SrTiO3超细微粒的制备与甲烷氧化偶联催化性能

采用溶胶－凝胶法合成钙钛矿型立方相SrTiO3超细微粒,探讨了成胶温度,配体,溶剂以及干凝胶热处理条件对生成SrTiO3微粒粒度,均匀性及比表面积的影响,用TGA－DTA,IR,TEM,XRD,XPS,BET表面积测试等手段对SrTiO3超细微粒的形成机制,结构及形貌和甲烷氧化偶联催化性能进行了研究,发现SrTiO3超细微粒对于甲烷低温（~650℃）氧化偶联催化性能明显优于固相反应法制备的大粒子SrTiO3催化剂。     

氧泵型催化膜反应器中甲烷氧化偶联反应(Ⅰ)——氧泵型催化膜的制备及其反应性能

本文采用1％Sr/La_2O_3-Ag-YSZ氧泵型催化膜反应器进行了甲烷氧化偶联反应研究。比较了不同制备方法的催化膜的反应性能,结果发现浸涂法(Ag-YSZ管随旋转轴转动涂制)制备的膜性能最佳。研究了操作条件对甲烷氧化偶联反应的影响。研究证明,传递氧与气相氧同时进料是一种较好的反应方式。结果表明,利用该反应器不仅可以简化分离过程,而且还可得到更高的C_2烃选择性。     

甲烷氧化偶联制C2烃催化剂及催化反应机理研究进展

综述了甲烧氧化偶联制乙烷、乙烯催化剂及催化机理研究概况。重点介绍1989年以来对碱及碱土金属化合物、烯土氧化物、复合氧化物等各类催化剂的研究进展。对目前催化剂上甲烷活化途径、甲基自由基在反应过程中的作用机理、不同氧化物种及表面酸、碱位与催化性能的关系等方面的研究抉况及不同观点也作了简介。     

氧泵型催化膜反应器中甲烷氧化偶联反应(Ⅰ)——氧泵型催化膜的制备及其反应性能

本文采用1％Sr/La_2O_3-Ag-YSZ氧泵型催化膜反应器进行了甲烷氧化偶联反应研究。比较了不同制备方法的催化膜的反应性能,结果发现浸涂法(Ag-YSZ管随旋转轴转动涂制)制备的膜性能最佳。研究了操作条件对甲烷氧化偶联反应的影响。研究证明,传递氧与气相氧同时进料是一种较好的反应方式。结果表明,利用该反应器不仅可以简化分离过程,而且还可得到更高的C_2烃选择性。     

钙钛矿型稀土复合氧化物超细粒子对CO还原SO2的催化性能

以共沉淀－－超临界干燥法制钙钛矿型ＬａＣｏＯ３和ＬａＭｎＯ３稀土合氧化物超细粒子,测试了该超细粒子对ＣＯ还原Ｓ煌催化性能,发现随ＬａｃｏＯ３和ＬａＭｎＯ３颗粒粒径减小和比表面积增大其对ＣＯ还原Ｓ煌催化活性提高。反应产物证棂单质硫,有微量ＣＯＳ和ＣＳ２生成,其中ＣＯＳ可能是ＣＯ还原ＳＯ２生成单质硫过程中的中间产物。     

钙钛矿型复合氧化物LaCrO_(3-δ)的结构稳定性

为了研究氧空穴对LaCrO_(3-δ)结构稳定性的影响,首先对La Cr O3结构中氧空穴的形成过程进行了分析,然后建立了不同氧空穴浓度下的LaCrO_(3-δ)(δ为0.125~0.875)结构,并采用基于密度泛函理论的第一性原理对氧空穴形成能和LaCrO_(3-δ)结构稳定性进行了研究。结果表明,LaCrO_(3-δ)的氧空穴形成能随着δ的升高不断增大,而结构稳定性也随之不断降低。此外,根据氧空穴形成能的相对大小,发现在最稳定的LaCrO_(3-δ)(δ为0.125~0.500)结构中,氧空穴都排布在CrO_2层。因此,LaCrO_(3-δ)结构的稳定性不仅与氧空穴浓度有关,而且与氧空穴的排布方式有关。     

SiO_2-CuO复合氧化物催化氧化脱除苯并噻吩性能的研究

采用溶胶-凝胶法制备了SiO_2-CuO复合氧化物,通过X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、N2吸附(BET)等表征手段对试样进行了表征。以石油醚为溶剂,配制500 mg/L(以S计)的苯并噻吩(BT)模拟原料油,以SiO_2-CuO复合氧化物为催化剂,考察了催化剂用量、氧化剂H_2O_2用量、溶剂用量、反应温度、反应时间等因素对脱硫率的影响。研究结果表明,SiO_2-CuO复合氧化物呈片状,粒径在0.5~7.0μm,复合氧化物中的Cu以CuO形式存在,其比表面积低于SiO_2。在原料油10 m L,催化剂0.05 g,氧化剂H2O20.1 m L,乙腈与原料油体积比0.3∶1,反应温度65℃,反应时间60 min等最佳反应条件下,BT脱除率达到64.6%。