天然气催化燃烧催化剂的研究进展(下)

综述了近年来国内外甲烷燃烧催化剂的研究进展,包括Al2O3负载Pd、有序介孔硅负载Pd、铈基固溶体负载Pd、过渡金属氧化物负载Pd和其他载体负载Pd,负载型Pt、Au和多组分贵金属,非贵金属氧化物,钙钛矿型氧化物,类钙钛矿型氧化物,尖晶石型氧化物,烧绿石型氧化物以及六铝酸盐催化剂。讨论了这些催化剂对甲烷燃烧的活性、水热稳定性和抗硫性能,展望了研发新型高性能甲烷燃烧催化剂的未来发展趋势。     

非贵金属氧化物甲烷催化燃烧催化剂的研究进展

非贵金属类催化剂因其低廉的价格和较高的热稳定性在催化甲烷燃烧领域受到广泛关注,但较差的低温活性限制了其发展.为了解决此问题,对非贵金属催化剂的种类、特点及研究进展进行了概括,并对其日后的研究方向进行了展望,以期通过开发新的载体和制备方法来提高其活性,为今后设计和合成更高效的催化剂提供新的研究思路.     

天然气催化燃烧催化剂的研究进展(上)

综述了近年来国内外甲烷燃烧催化剂的研究进展,包括Al2O3负载Pd、有序介孔硅负载Pd、铈基固溶体负载Pd、过渡金属氧化物负载Pd和其他载体负载Pd,负载型Pt、Au和多组分贵金属,非贵金属氧化物,钙钛矿型氧化物,类钙钛矿型氧化物,尖晶石型氧化物,烧绿石型氧化物以及六铝酸盐催化剂。讨论了这些催化剂对甲烷燃烧的活性、水热稳定性和抗硫性能,展望了研发新型高性能甲烷燃烧催化剂的未来发展趋势。     

基于工业化应用视角的低浓度甲烷催化燃烧催化剂研究进展

甲烷是具有快速增温效应的短寿命强势温室气体,我国以井工开采为主的煤矿开采方式使煤矿甲烷成为我国能源活动甲烷排放的最主要来源,但目前针对低浓度甲烷仍没有高效的利用方式。甲烷催化燃烧可在较低温度下将甲烷完全转化为二氧化碳,是一种高效、环保的利用方式,有利于减少资源能源浪费,兼具环境、安全和能源效益。甲烷分子具有较高的结构稳定性,尤其是低浓度甲烷在温和条件下催化燃烧更具挑战性。基于工业应用视角,围绕实际工况条件对催化剂的要求,重点从催化剂的活性、热稳定性、机械稳定性和抗毒稳定性等4个方面的研究进展进行综述,分析甲烷催化燃烧催化剂应用面临的难点及未来发展趋势,旨在为开发适用于工业化应用的乏风瓦斯甲烷催化燃烧催化剂研究提供参考借鉴。     

甲烷催化燃烧整体型催化剂研究进展

甲烷催化燃烧是一种高效率、低污染的能源利用和废气处理技术。该反应在高温、高空速下进行,对催化剂的结构和性质有特殊要求。整体型催化剂因压降低、催化效率高、机械强度和热稳定性好等特点,在甲烷催化燃烧反应中得到广泛应用。本文对贵金属、钙钛矿、六铝酸盐、金属复合氧化物四类整体型催化剂在甲烷催化燃烧中的应用进行了评述,包括各自优缺点、制备方法、最新进展等。最后,对该领域目前存在的问题和未来的研究方向进行了讨论。     

催化燃烧催化剂的研究进展

催化燃烧可在提高能源利用效率和控制有害气体的排放方面扮演重要角色。用于催化燃烧的催化剂主要有3种,其中贵金属催化剂性能优异但成本较高,而钙钛矿型催化剂和六铝酸盐系列催化剂价格较低,同时有很好的高温催化活性,因而更具吸引力。本文主要是对催化燃烧催化剂的种类、制备方法和性能进行了综述。     

Pd基催化剂载体对天然气催化燃烧影响的研究进展

天然气广泛应用于化学品合成和交通运输等领域。甲烷作为天然气的主要成分,具有强温室效应,其不完全燃烧会对环境产生不利影响。催化燃烧技术是解决甲烷不完全燃烧问题的有效方法,其中钯（Pd）基催化剂是该技术的核心,而载体是影响Pd基催化剂甲烷催化燃烧催化活性的重要因素。首先,阐述了甲烷催化燃烧的机理。其次,总结了近年来国内外Pd基催化剂的研究进展：对于多孔颗粒载体型Pd基催化剂,研究聚焦于提升Pd分散性、稳定性与耐热性,以增强催化活性并降低Pd负载量,从而减少成本;而对于整体型Pd基催化剂,研究聚焦于提升有效比表面积、传热传质效率与结构稳定性,以适应大通量甲烷催化燃烧。最后,对用于甲烷催化燃烧的Pd基催化剂载体的未来研究发展趋势进行了展望,包括优化整体型Pd基催化剂骨架载体的涂敷工艺以提高催化效率、采用新型材料替代传统载体材料以制备高性能催化剂,以及进行载体全周期寿命实验以确保催化剂的长期稳定性。     

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。     

整体式甲烷燃烧催化剂的活性研究

研究了以Co、Cr、Mn、Fe和Ni的单一或混合氧化物为活性组分的整体式催化剂在甲烷燃烧反应中的活性。整体式催化剂直径为 10mm ,长 15mm ,测试温度范围为 30 0 - 70 0℃。结果显示 ,单一氧化物中Co、Cr和Mn的活性较好 ,Fe和Ni的活性较差 ;混合氧化物催化剂均表现出较高的活性 ,但以含Co、Cr、Mn的 3组分混合氧化物催化剂为更佳。同时考察了空速、烷氧比、稀释气、温度等因素对甲烷燃烧反应的影响。在烷氧比为 1:4,稀释气含量约为 6 0 % ,反应温度 6 5 0℃ ,大空速下甲烷转化率较高。     

负载型钯催化剂上甲烷催化燃烧机理及直接影响活性的因素

通过分析18O2同位素氧化甲烷过程中的产物分布及催化剂的组成,提出负载型钯催化剂上甲烷燃烧反应通过氧化还原机理进行,活性物种为金属钯和氧化钯.利用电子能谱、程序升温还原及氧同位素交换反应测试等对Pd/TiO2-Al2O3、Pd/SnxZr1-xO2和Pd/TixZf1-xO2体系进行了研究,证明还原性及氧交换活性是直接影响负载型钯催化剂甲烷催化燃烧性能的因素.     

天然气混合催化燃烧污染控制数值研究

在适当的一次、二次燃料的条件下,利用二次补燃技术,通过数值研究天然气催化燃烧过程中的NO_x、未燃碳氢（UHC）和 CO排放及载体内温度的变化,使其产生最佳的排放效果。结果表明,适当的二次补燃有助于减少NO_x排放,而CO、UHC排放仍旧维持较低。研究还表明,二次补燃可以降低非均相燃烧中所用的蜂窝陶瓷载体温度,避免了载体由于受到高温所产生的热应力而导致的破裂、催化剂因高温而失效的后果。     

不同稀土值催化剂的重油催化裂化性能研究

通过考察2种催化剂由于稀土含量的不同所引起的催化剂表面酸性的变化,研究稀土元素的增加对催化裂化活性和氢转移性能的影响;并在小型固定流化床装置上,用稀土值不同的催化剂(NSC-1和NSC-2)对某炼油厂的减四线油进行催化裂化反应试验。结果表明:稀土元素的引入可以增加催化剂表面酸量和酸性中心的密度,提高催化活性和氢转移性能;催化剂稀土含量的增加有助于提高重油催化裂化产物中轻油的收率,减少未转化重油的产率,降低汽油中烯烃的含量。     

Friedel-Crafts反应催化剂的研究进展

介绍了 Friedel Crafts反应催化剂的研究成果及报道 ,对路易斯酸负载型、金属 OTf型、沸石型和杂多酸型 4类 Friedel Crafts反应催化剂的催化作用进行了综述     

柴油催化燃烧添加剂制备研究

通过对添加剂的组成及配比的研究 ,得到一种新型高效柴油催化燃烧添加剂。测定了添加剂的理化性质。对添加剂的节油率及烟度降低率进行了综合测试和评价     

碳化物类生物油加氢脱氧催化剂的研究进展

简述了加氢脱氧反应机理,重点综述了碳化物催化剂在生物油加氢脱氧反应中的研究进展。研究发现不同载体负载的碳化物催化剂的催化效果不同,酸性较强的氧化铝载体容易导致催化剂积碳失活,不适合工业化生产;活性炭载体的酸性虽弱于氧化铝载体不易产生积碳,但随着负载量的增大,载体孔道会发生堵塞。碳纳米材料虽易发生团聚,但具备比表面积大和化学稳定性佳的特点,因此,以其为载体制备的碳化物催化剂是目前最具发展潜力的生物油加氢脱氧催化剂。     

反应条件下的水蒸气处理对复合氧化物催化剂甲烷催化燃烧的影响

对水热法制备的LaMnAl11O19-α（LMA）催化剂和微乳液法制备的Ce0.5Ba0.5MnAl11O19-α（CBMA）催化剂进行了100h的甲烷催化燃烧活性试验,考察了反应条件下的水蒸气处理对催化剂的结构和甲烷催化燃烧活性的影响。结果表明：反应条件下的水蒸气处理促进了水热法制备的LMA催化剂中的六铝酸盐相晶粒长大,比表面积降低,从而引起活性下降。对微乳液法制备的CBMA催化剂,反应条件下的水蒸气处理使得催化剂中的γ-Al2O3转化为α-Al2O3从而引起比表面积的大幅度降低,但催化活性没有出现明显变化,仍保持着较高的甲烷燃烧活性。     

甲烷直接转化的淅进展

本文扼要介绍了甲烷直接转化3个方面的新进展：过渡金属盐及其配位络合物;化学模拟甲烷氧化酶（MMO）;在异相体系中CH4直接与CO2进行羟基化反应。Hg（Ⅱ）／H2SO4和Pt（Ⅱ）配位络合物／H2SO4这两个均相催化体系的实验室研究结果表明,CH4转化率超过90％以,生成CH3OH的选择性超过80％,硫酸甲酯的单程产率达到70％以上。但在工程开发前,必须解决定这两个体系在动力学上的局限性。Rh（Ⅱ）配位络合物／光催化和化学模拟酶MMO这两个体系尚处于探索阶段。但由于在这两个体系中,CH4的直接率可在常温、常压下进行,其潜在的工业价值甚大。CH4与CO2反应直接制醋酸的研究也仅刚刚开始,但除经济效益外,此反应对环境保护的重要意义不容忽视。     

加氢精制催化剂预硫化工艺的研究

用激光喇曼光谱，ＸＰＳ及中，小型加氢装置对Ｎｉ－Ｗ／Ａｌ２Ｏ３（ＲＮ－１）催化剂的液相硫化工艺进行了研究。研究结果表明，在３００－４００℃内，随硫化温度的提高，催化剂表面活性物种ＷＳ２类晶相增加，催化剂的硫化完全，活性提高。但是对于低压加氢精制催化剂的液相硫化，随着硫化温度的提高，催化剂的硫化完全，同时催化剂表面积炭也增加，为了二者兼顾，在液相硫化３００－４００℃范围内，可取一最佳的硫化温度。压力     

离子液体中甲基环己烷脱氢催化剂的研究

以[EMIM]Br合成了[EMIM]PF)_6及相应的PtB离子液体催化剂体系。IR、HPLC、~1H NMR分析表明所合成的物质为目标离子液体;透射电镜(TEM)显示[BMIM]PF_6中制备的PtB纳米颗粒粒径大小均匀,平均粒径大约10 nm左右;在常压、240～300℃、油剂质量比为100:1的条件下进行甲基环己烷的脱氢反应,结果表明[BMIM]PF_6-PtB催化剂体系具有良好的脱氢活性。     

甲烷氧化偶联制乙烯新型催化剂与工艺应用研究

详细地论述了甲烷氧化偶联（ＯＣＭ）催化体系及其反应机理、动力学和催化剂上氧种性质,报导了ＯＣＭ在催化剂研制表征及工艺应用研究方面的最新成果,探讨了ＯＣＭ过程工业化面临的关键问题。