可逆与不可逆氢的在甲烷化反应中的作用

用自行设计和建立的加压动态分析装置研究了甲烷化催化剂上氢的吸附和反应行为。结果表明，在反应条件下吸附和氢可区分为不可逆吸附氢和可逆吸附氢两类，不可逆吸附氢又可分为能被ＣＯ顶替出来的和不能被顶替的两种。起甲烷化反应的是可逆吸附氢，而能被ＣＯ顶替出来的不可逆氢对吸附ＣＯ起促进作用，不能被ＣＯ顶替出来的不可逆氢是甲烷化催化剂必不可少的组分（或称“促进剂”）。     

可逆与不可逆氢在甲烷化反应中的作用

用自行设计和建立的加压动态分析装置研究了甲烷化催化剂上氢的吸附和反应行为．结果表明，在反应条件下吸附的氢可区分为不可逆吸附氢和可逆吸附氢两类，不可逆吸附氢又可分为能被ＣＯ顶替出来的和不能被顶替的两种．起甲烷化反应的是可逆吸附氢，而能被ＣＯ顶替出来的不可逆氢对吸附ＣＯ起促进作用，不能被ＣＯ顶替出来的不可逆氢是甲烷化催化剂必不可少的组分（或称“促进剂”）．     

超高比表面炭载钼煤气甲烷化催化剂

以沥青中间相为原料，氢氧化钾直接活化，获得了比表面达２３６３ｍ￣２／ｇ的超高比表面炭分子筛（ＣＭＳ）。分别以ＣＭＳ、ＳｉＯ＿２、活性炭和θ－Ａｌ＿２Ｏ＿３为担体，制备了负载钼催化剂，并研究其加压甲烷化反应性能，发现活性依下面顺序增加：θ－Ａｌ＿２Ｏ＿３＜ＳｉＯ＿２＜活性炭（ＡＣ）＜ＣＭＳ。还分别以钼酸铵和磷钼酸（ＨＰＭｏ）为前驱体，制备了ＣＭＳ负载钼催化剂，并考察了其煤气甲烷化活性，发现不同的催化剂前驱体对催化剂反应活性影响很大。根据产物中ＣＨ＿４／ＣＯ＿２的变化，推测ＣＯ在钼催化剂上的甲烷化反应包括如下两个步骤：（１）３Ｈ＿２＋ＣＯ→ＣＨ＿４＋Ｈ＿２Ｏ，（２）ＣＯ＋Ｈ＿２Ｏ→ＣＯ＿２＋Ｈ＿２。     

Al2O3负载镍基催化剂上CO2氢甲烷化研究

通过对Ni/Al2O3及添加CeO2的Ni/Al2O3催化剂上CO2氢甲烷化反应的研究发现，在反应过程中，该体系的催化剂上并不产生CO，添ＣeO2后能显著提高甲烷产率，原位漫反射红外光谱研究发现，甲烷可通过表面ＣＯ２^-物种加氢或表面甲酸盐加氢两种途径产生，且第二种途径更有效，添加 CeO2可通过在较低温度时形成较多的表面甲酸盐来提高ＣＯ２的甲烷化活性。     

SiO2担载的过渡金属催化剂上甲烷直接羰基化反应

用程序升温脉冲反应技术，较系统地考察了担载型过渡金属（Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ）催化剂上，甲烷直接羰基化制乙醛的反应，研究发现，通过采用总反应分解法操作后，能够克服甲烷直接羰基化反应的热力学限制，将总反应转化为两个可在较温和条件下发生的反应，首次实现了ＣＨ４＋ＣＯ＝ＣＨ３ＣＨＯ的反应，即首先进行甲烷的分解，然后引入ＣＯ使其与甲烷分解所产生的表面物种直接反应生成乙醛，还探讨了甲烷吸附条件、ＣＯ甲烷分解所产生     

CO在Ni/Al2O3催化剂上的歧化和氧化反应

Ｐｅｎａ等［１］认为ＣＯ的歧化反应是甲烷部分氧化制合成气反应中积碳的来源之一．Ｃｌａｒｉｄｇｅ等［２］在研究不同温度下负载型Ｎｉ催化剂对纯甲烷和纯ＣＯ的碳形成的催化作用时发现，在不同温度下催化剂对甲烷分解和ＣＯ歧化反应的催化程度不同，在甲烷部分氧化的...     

Ni/Al2O3催化剂上甲烷部分氧化制合成气反应CO2主要来源

负载型金属催化上甲烷催化部分氧化剂合成反应机理存在着燃烧－重整机理和直接氧化之争,如果反应按燃烧－重整机理进行,则ＣＯ２则是反应的一次产物而ＣＯ２是二次产物;如果反应按直接氧化机理进行,则ＣＯ是一次产物。本文采用同位素瞬变技术,对Ｎｉ／Ａｌ２Ｏ３催化上甲烷部分氧化制合成气反应中ＣＯ２的来源进行了研究,结果表明ＣＯ２同ＣＯ－样,主要来源于催化剂表面ＮｉＯ与甲烷分解生成的ＮｉｘＣ的反应,这就有力地证明     

甲烷部分氧化制合成气Ⅱ．镍系催化剂的反应性能

主要用第四周期金属元素的氧化物与Ａｌ２Ｏ３的复合氧化物催化剂上甲烷氧化的结果证实了催化剂设计中的预测：（１）催化剂首先应能解离活化甲烷，（２）催化剂要能较快地活化Ｏ２分子．只有同时满足这两个条件，催化剂才可能有较好的甲烷部分氧化活性．第四周期元素中只有镍具有这样的性质．Ｃｕ，Ｍｎ，Ｃｒ，Ｌａ，Ｃａ，Ｚｎ等氧化物的添加可明显提高Ｎｉ－Ａｌ２Ｏ３催化剂的甲烷部分氧化性能，其中Ｃｕ的助催化性能最好．催化剂ＮｉＯ－ＣｕＯ－Ａｌ２Ｏ３，ＮｉＯ－ＭｎＯ－Ａｌ２Ｏ３，ＮｉＯ－Ｃｒ２Ｏ３－Ａｌ２Ｏ３的反应活性和选择性顺序，与金属Ｃｕ，Ｍｎ，Ｃｒ上ＣＯ和Ｈ２脱附的顺序是一致的     

甲烷与二氧化碳重整制取合成气反应的研究：ⅢSr（La）NiAl11O19积炭动力学

用热重（ＴＧＡ）方法，研究了ＬａＮｉＡｌ１１Ｏ１９和ＳｒＮｉ１１Ｏ１９催化剂上甲烷与二氧化碳重整反应的积炭动力学。实验结果表明，甲烷裂解是ＣＨ４＋ＣＯ２反应中主要的积炭反应，甲烷的二氧化碳重整反应的积炭速率随反应温度升高而增大，但春衰减速度也较快；ＣＨ４＋ＣＯ２反应的积炭速率相对甲烷分压的反应级数是１，相对二氧化碳分压的反应级数是一－０５；在ＳｒＮｉＡｌ１１Ｏ１９中掺入Ｌａ＾３＋离子，提高了催化剂     

Fe－P－O系催化剂上的甲烷氧化偶联

研究了Ｆｅ－Ｐ－Ｏ催化剂对甲烷氧化偶联（ＯＣＭ）的低温催化活性，考察了催化剂组分的优化，最适宜的反应温区，反应过程参数，助催化剂组分，催化剂的晶型结构和活性相以及Ｆ：元素键合状态的ＸＰＳ谱．确定了８％ＬｉＮＯ３－０．８Ｆｅ／Ｐ催化剂在６５０℃，ＣＨ４：Ｏ２：Ａｒ＝２：１：２及ＧＨＳＶ＝３０００ｈ－１条件下，可获得甲烷转化率为１１．９０％和Ｃ２烃选择性为６９．８１％的结果．添加ＬｉＮＯ３为助催成分，可有效改善催化剂表面酸活性中心的分布，防止ＯＣＭ中深度氧化和表面积炭，提高Ｃ２和Ｃ２烃选择性．该催化剂为可变价型，是六方形和料方形两种晶型结构的复合磷酸铁，活性相为斜方形ＦｅＰＯ４物相．     

甲烷部分氧化制合成气反应中催化剂积炭的研究(英文)

Ｎｉ／Ａｌ_２Ｏ_３催化剂上甲烷部分氧化制合成气反应是在固定床流动反应装置上进行的。考察了催化剂的床层温度、反应压力、空速和原料气配比对催化剂积炭产生的影响。实验结果表明,积炭速率随催化剂床层温度的升高而降低,当温度低于７０℃时,积炭速率骤增：积炭总是发生在催化剂床层的下段;若空速超过３．０×１０~５ｈ~（－１）,积炭速率随空速增加而明显降低。从ＦＴＩＲ实验结果可知,吸附在Ｎｉ／Ａｌ_２Ｏ_３催化剂表面上的ＣＯ,一部分歧化生成了ＣＯ_２和Ｃ。综上所述,催化剂表面积炭主要来源于以下两个反应： ２ＣＯ→Ｃ＋ＣＯ_２,ＣＯ＋Ｈ_２　＝ Ｃ＋Ｈ_２Ｏ     

耐硫甲烷化催化剂的反应—传质—传热模型研究

本文采用正交配置法求解耐硫甲烷化催化剂的二维反应传质传热模型。模型计算值与实验测试值较为吻合。模拟结果表明：由于甲烷化反应与变换反应交互作用，ζＣＨ４较大，ζＣＯ２很小；催化剂粒内温差较小，颗粒可视为等温；粒内浓差明显。     

Ni/Al2O3催化剂上甲烷部分氧化制合成气反应机理

用变应答／质谱在线检测技术研究了Ｎｉ／Ａｌ２Ｏ３催化剂上甲烷部分氧化制合成气的反应要理，研究结果指出，在常压９７３Ｋ条件下，Ｎｉ／Ａｌ２Ｏ３催化剂上甲烷部分氧化制合成气按直接氧化机理进行，Ｈ２和Ｃ烛甲烷部分氧化的一次产物，其主要反应可表示如下：１．ＣＨ４＋ｘＮｉ－ＮｉｘＣ＋２Ｈ２，２．Ｏ２＋２Ｎｉ－２ＮｉＯ，３．ＮｉｘＣ＋ＮｉＯ－ＣＯ＋（ｘ＋１）Ｎｉ。     

甲烷在SrO-La2O3/CaO催化剂上的氧化偶联Ⅱ.反应动力学的研究

在２０％Ｌａ２Ｏ３／ＣａＯ（ＬＣ）催化剂中添加ＳｒＯ（添加ＳｒＯ的ＬＣ以ＳＬＣ表示）明显地提高了反应活性和Ｃ２选择性。反应动力学研究表明，ＬＣ和ＳＬＣ催化剂在甲烷氧化偶联反应中，在表观活化能和表观反应级数上存在很大的差异。ＬＣ催化剂在ＣＨ４转化以及Ｃ２和ＣＯｘ形成过程中，表观活化能大于ＳＬＣ催化剂，而ＳＬＣ催化剂的指前因子小于ＬＣ体系，两者存在着补偿形象。ＳＬＣ催化剂的反应速率常数比ｋｃ２／ｋＣＨ     

甲烷与二氧化碳在Na2WO4—Mn／SiO2催化剂上反应制C2烃及其反应机理的 …

考察了Ｎａ２ＷＯ４－Ｍｎ／ＳｉＯ２催化剂上甲烷与二氧化碳反应制Ｃ２烃及其反应机理，８２０℃时，Ｃ２烃选择性可达９４．５％，随着着温度继续升高，虽然甲烷的转化增加，但Ｃ２烃选择性逐渐降低。Ｏ２－ＴＰＤ，ＣＨ４及脉冲实验表明，８００℃脱附的表面昌格氧为活性氧物种，在催化甲烷活化的同时，ＣＯ２可在该催化剂上活化分解为活性氧物种。     

SDM－1型耐硫催化剂甲烷化反应动力学Ⅱ．宏观动力学模型

本文以工业应用为目的，采用内循环无梯度反应器，在５７３～６７３Ｋ，０．３０～１．２０ＭＰａ的条件下，原料气组成为Ｈ＿２５０～５４％，ＣＯ１１．７～２０．７％，ＣＨ＿４２．１～１４．３％，ＣＯ＿２６．４～１１．５％，Ｎ＿２１２．２～１８．１％范围内，研究了φ５×３ｍｍＳＤＭ－１型城市煤气耐硫甲烷化催化剂的宏观动力学方程。选择ＣＯ＋３Ｈ＿２＝ＣＨ＿４＋Ｈ＿２Ｏ（１）ＣＯ＋Ｈ＿２Ｏ＝ＣＯ＿２＋Ｈ＿２（２）为系统的独立反应，获得了可靠的动力学模型，井讨论了反应条件对甲烷化反应效率因子的影响。     

加压条件下MgO/BaCO_3催化剂上甲烷氧化偶联反应性能及失活 Ⅰ.压力对催化剂表面结构的影响

考察了ＭｇＯ／ＢａＣＯ３催化剂上加压条件下甲烷氧化偶联反应的性能．结果表明，加压下甲烷转化率及Ｃ２选择性都明显下降，且当压力再恢复至常压后，其性能仍不能恢复，说明催化剂已经失活．ＸＲＤ谱表明，加压失活催化剂表面有部分ＭｇＣＯ３生成．但是，活性相ＭｇＯ部分碳酸化转变为ＭｇＣＯ３不是导致催化剂失活的主要原因，因为ＭｇＣＯ３的分解温度远低于反应温度，常压下其性能应当恢复．ＳＥＭ结果表明，加压失活催化剂的颗粒增大．ＸＰＳ表征结果表明，加压失活催化剂中的ＢａＣＯ３向表面富积，致使催化剂表面活性相ＭｇＯ的浓度和催化剂比表面积降低．根据以上结果可以认为，催化剂中的ＢａＣＯ３向表面富积的过程中会部分覆盖活性相ＭｇＯ，从而会使催化剂中ＭｇＯ与ＢａＣＯ３之间的协同作用遭到破坏，导致催化剂失活．     

甲烷在SrO－La_2O_3／CaO催化剂上的氧化偶联──IV．热点温度效应和反应气中添加CO_2的影响

研究了甲烷在ＬＣ和ＳＬＣ催化剂体系上氧化偶联反应过程的热效应现象和反应气中添加ＣＯ２对催化剂反应行为的影响．在不使用稀释气的情况下，当反应温度由８７３升至９２３Ｋ时，反应活性存在一个突变点．这主要是由ＣＨ４燃烧反应放出大量热使催化剂床层的局部温度很高，形成一个局部过热区，因此引发甲烷氧化偶联．此即所谓热点温度效应，它严重影响催化剂活性评价结果的可靠性和重复性．在反应气中添加ＣＯ２对ＬＣ几乎无影响；由于ＳＬＣ中各组分与ＣＯ２作用生成碳酸盐，使催化剂表面氧浓度显著减少，导致催化剂的反应活性大大降低和严重失活．     

甲烷与二氧化碳在Na_2WO_4-Mn/SiO_2催化剂上反应制C_2烃及其反应机理的研究

考察了Ｎａ２ＷＯ４－Ｍｎ／ＳｉＯ２催化剂上甲烷与二氧化碳反应制Ｃ２烃及其反应机理，８２０℃时，Ｃ２烃选择性可达９４．５％．随着温度的继续升高，虽然甲烷的转化增加，但Ｃ２烃选择性逐渐降低．Ｏ２－ＴＰＤ、ＣＨ４及脉冲实验表明，８００℃脱附的表面晶格氧为活性氧物种，在催化甲烷活化的同时，ＣＯ２可在该催化剂上活化分解为活性氧物种（ＣＯ２→ＣＯ＋Ｏ＊）．     

CaO／La2O3催化剂上的甲烷氧化偶联反应的研究

研究了不同配比的ＣａＯ／Ｌａ_２Ｏ_３催化剂对甲烷氧化偶联反应的催化性能。适当配比的ＣａＯ／Ｌａ_２Ｏ_３催化剂的性能明显优于纯Ｌａ_２Ｏ_３或ＣａＯ，在钙含量为２４％和８１％（Ｃａ／（ｃａ＋Ｌａ））处，Ｃ_２选择性和Ｃ_２收率分别出现两个峰值。同时还发现，１３％ＣａＯ／Ｌａ_２Ｏ_３样品显示出良好的低温催化性能，在５５０℃反应温度下获得了３１．５％的甲烷转化率和４５％的Ｃ_２选择性。并采用ＸＲＤ、ＸＰＳ和Ｃｏ_２ＴＰＤ等技术研究了催化剂的结构。结果表明，ＣａＯ／Ｌａ_２Ｏ_３体系催化剂上没有检测到新物相产生。但是，催化剂中ＣａＯ与Ｌａ_２Ｏ_３两组分之间存在着相互作用，有利于表面活性中心的形成。