锂/铌镁催化剂中碳酸锂的熔点与甲烷氧化偶联反应的活化和失活的关系

研究了铌掺杂的Li/MgO甲烷氧化偶联催化剂的反应性质及铌的助剂作用.铌的引入使得该催化剂上甲烷氧化偶联反应的活化温度降低50℃以上,使此温度降到了催化剂中碳酸锂的熔点附近.试验观察到部分催化剂上甲烷氧化偶联反应的活性曲线在碳酸锂的熔点附近有一转折,这一转折现象的出现与否及程度取决于制备条件在碳酸锂的熔点附近,含有铌的催化剂得到活化,观察到无稀释气体时的反应引燃现象,即温度增加几度活性便达到最大值.当在比碳酸锂熔点稍高的温度下且不稀释时反应,含铌催化剂活性很高但很快失活,在稍低于此熔点下则不失活,但活性较低.这些试验结果表明,含铌催化剂的活化与失活均与催化剂中的碳酸锂的相变化有关.试验还观察到了在稍高于碳酸锂的熔点下做寿命试验时,甲烷氧化偶联反应的振荡现象.     

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．     

含氧化镧的甲烷氧化偶联催化剂的一些特性

利用ＤＴＡ、ＴＰＤ－ＭＳ、ＸＲＤ、ＴＰＲ及ＴＰＳＲ－ＭＳ等手段对Ｌａ＿２Ｏ＿３和含Ｌａ＿２Ｏ＿３的甲烷氧化偶联催化剂进行了研究。实验发现含Ｌａ＿２Ｏ＿３的催化剂的一个特点是其容易吸水，此时，催化剂中除含Ｌａ＿２Ｏ＿３外，还有Ｌａ（ＯＨ）＿３及Ｌａ＿２Ｏ＿３ＣＯ＿２存在。ＴＰＲ及ＴＰＳＲ结果表明了催化剂的起始氢气还原温度与纯甲烷的程序升温反应开始温度的一致性，这说明催化剂的晶格氧参与了甲烷的活化过程。不同的氧化物由于其晶格氧的活性不同，因而其活化甲烷的温度不同。Ｌａ＿２Ｏ＿３中的晶格氧非常活泼，它在７３０℃时即可以与甲烷或与Ｈ＿２反应而本身被还原。甲烷和氧气共进料时的程序升温反应（ＴＰＳＲ－ＭＳ）表明甲烷氧化偶联反应中Ｃ＿２烃的选择性有一最佳温度范围。     

Li／La2O3的表面活性氧及其在甲烷氧化偶联中的催化行为

甲烷氧化偶联反应近年来研究十分活跃。Lunsford等报道了载有碱金属的碱土氧化物是对此反应有效的催化剂,并提出晶格取代型活性中心[M~ O~-〕和表面活化、气相偶联的反应机理。Otsuka等系统地研究了稀土氧化物的甲烷氧化偶联活性,本文通过氧化镧中添加锂前后的对比,运用骤冷技术与ESR法研究了催化剂的表面活性氧,以低温TPD法研究了甲烷在催化剂表面上的吸附与活化,以及在甲烷氧化偶联中的催化行为。     

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．     

在甲烷氧化偶联反应中碱、碱土、稀土金属氧化物之间的相互作用 Ⅰ.含锂氧化物催化剂表面锂的作用

报导了表面相Li在甲烷氧化偶联反应中的作用。应用XRD,SEM,ESR及IR-PAS等技术对Li-Mn-Mg-O催化剂体系表面相的组成、结构及活性进行了测试,发现C_2产物的生成量同表面相Li的含量有较好的对应关系。同时发现含Li催化剂的失活同表面相Li的流失有密切的关系。表面Li的流失可借助体相Li在适当温度下扩散得到补充,但这种补充也是很有限的。     

SrO－La_2O_3／CaO催化剂表面的碱性和催化行为Ⅰ．CO_2－TPD及进料中CO_2对催化行为的影响

添加ＳｒＯ使Ｌａ２Ｏ３／ＣａＯ催化剂的碱性增强及甲烷氧化偶联反应的Ｃ２产率提高，但反应温度随ＳｒＯ含量增加而升高．反应活性高的ＳｒＯ－Ｌａ２Ｏ３／ＣａＯ催化剂，容易被ＣＯ２中毒．催化剂失活的主要原因是表面活性位被碳酸盐覆盖．催化剂失活之前，反应气中添加ＣＯ２可抑制产物中ＣＯ２的生成，提高Ｃ２产率     

SrO-La2O3/CaO催化剂表面的碱性和催化行为Ⅰ.CO2-TPD及进料中CO2对催化行为的影响

添加ＳｒＯ使Ｌａ２Ｏ３／ＣａＯ催化剂的碱性增强及甲烷氧化偶联反应的Ｃ２产率提高，但反应温度随ＳｒＯ含量增而升高，反应活性高的ＳｒＯ－Ｌａ２Ｏ３ｅ／ＣａＯ催化剂，容易被ＣＯ２中毒催化剂失活的主要原因是表面活性位实在碳酸盐覆盖，催化剂失活之前，反应气中添加ＣＯ２可抑制产物中ＣＯ２的生成，提高Ｃ２产率。     

甲烷氧化偶联Ti—La—Li系氧化物催化剂制备方法的研究

考察了用不同来源Ｌｉ（ＬｉＮｏ３和Ｌｉ２ＳＯ４）制备的催化剂化的甲烷氧化偶联（ＯＣＭ）反应的特点，探讨了以ＬｉＮＯ３为锂源制备的催化剂的高源反应失活机理，ＸＲＤ、ＩＲ、ＸＰＳ和ＢＥＴ等方法的研究结果表明，以ＬｉＮＯ３为锂源制备的经剂具有反应活性高，空速大的特点，而以Ｌｉ２ＳＯ４为锂源制备的催化剂具有Ｃ２选择性高、活性低、空速小等特点，由ＬｉＮＯ３制得的催化剂的失活原因是：在较高的反应温度下由于表面     

甲烷氧化偶联含锂多元复合氧化物催化剂的失活机理

对甲烷氧化偶联反应活性较高的多元复合氧化物催化剂（Ｌｉ－Ｔｉ－Ｌａ，Ｌｉ－Ｍｎ－Ｌａ，Ｌｉ－Ｎｉ－Ｌａ）的稳定性和失活机理进行了初步探讨，利用ＸＲＤ，ＩＲ，ＸＰＳ和Ｏ２－ＴＰＤ等方面对催化剂进行了表征，结果表明，催化剂在高温及反应气氛的作用下，表面锂的流失，使体相晶格中的锂向表面扩散，导致含锂活性相结构的分解（或部分分解），从而减少了体相相氧空位和生氧种的数量，降低了晶格氧的活动性，致使催化剂活必     

甲烷氧化偶联锂/氧化镁催化剂和纳米催化剂

The Li/MgO catalyst and nanocatalyst were prepared by the incipient wetness impregnation and sol-gel method, respectively. The catalytic performance of the Li/MgO catalyst and nanocatalyst on oxidative coupling of methane was compared. The catalysts prepared in two ways were characterized by X-ray powder diffraction, Brunauer-Emmett-Teller surface and transmission electron microscope. The catalyst was tested at temperature of 973-1073 K with constant total pressure of 101 kPa. Experimental results showed that Li/MgO nanocatalyst in the oxidative coupling of methane would result in higher conversion of methane, higher selectivity, and higher yield of main products (ethane and ethylene) compared to ordinary catalyst. The results show the improved influence of nanoscale Li/MgO catalyst performance on oxidative coupling of methane.     

低温甲烷氧化偶联Li- ZnO/La2O3催化剂

采用浸渍法制备了Li- ZnO/La2O3催化剂并考察了其低温催化甲烷氧化偶联反应性能. 反应条件下, 在考察的w(Li)=2%和w(ZnO)=20%的Li- ZnO/La2O3在680 ℃得到了甲烷转化率为27.3%, C2选择性为65.2%, C2收率为17.8%的结果；在700 ℃, C2收率达到21.8%. Raman和XPS表征结果表明, 催化剂低温催化性能与表面的活性吸附氧物种含量相关；La2O2CO3物种可能是提高催化剂的C2选择性的关键.     

甲烷在Ni/TiO2催化剂表面的活化

考察了Ni/TiO2催化剂甲烷部分氧化和二氧化碳重整制合成气的反应活性,实验表明,以TiO2为载体的镍系催化剂对于甲烷部分氧化制合成气反应具有较好的活性,尤其对H2的选择性较高,对二氧化碳重整制合成气反应具有较好的低温反应活性.采用脉冲-质谱在线分析等技术,在无气相氧条件下向Ni/TiO2催化剂脉冲CH4,发现甲烷在催化剂表面的活化（转化）及其氧化产物的选择性与金属催化剂表面氧的浓度密切相关.CH4与Ni/TiO2催化剂作用过程中存在明显的氢溢流和氧溢流现象,可能是这种溢流效应使得Ni/TiO2催化剂具有良好的反应活性和抗积碳性能.     

甲烷在Ni/TiO_2催化剂表面的活化

考察了Ｎｉ／ＴｉＯ２催化剂甲烷部分氧化和二氧化碳重整制合成气的反应活性,实验表明,以ＴｉＯ２为载体的镍系催化剂对于甲烷部分氧化制合成气反应具有较好的活性,尤其对Ｈ２的选择性较高,对二氧化碳重整制合成气反应具有较好的低温反应活性．采用脉冲－质谱在线分析等技术,在无气相氧条件下向Ｎｉ／ＴｉＯ２催化剂脉冲ＣＨ４,发现甲烷在催化剂表面的活化（转化）及其氧化产物的选择性与金属催化剂表面氧的浓度密切相关．ＣＨ４与Ｎｉ／ＴｉＯ２催化剂作用过程中存在明显的氢溢流和氧溢流现象,可能是这种溢流效应使得Ｎ／ＴｉＯ２催化剂具有良好的反应活性和抗积碳性能．     

锂助剂对Rh-Mn/SiO2催化CO加氢制碳二含氧化合物性能的影响

 采用 CO 加氢反应、静态化学吸附、程序升温还原、CO 程序升温脱附和程序升温表面反应等技术研究了助剂 Li 对 Rh-Mn/SiO2 催化剂上 CO 加氢合成碳二含氧化合物性能的影响. 结果表明, Li 的加入及其负载量的增加抑制了烃类, 特别是 CH4 的生成, 而对碳二及碳二以上烃类的选择性影响较小. Li 的加入还提高了碳二含氧化合物的选择性, 主要是乙酸的选择性, 但同时降低了 Rh 基催化剂的 CO 加氢活性. 表征结果表明, Li 的加入既降低了催化剂解离 CO 的能力, 又减少了催化剂上 CO 解离活性位的数量, 从而降低了 Rh 基催化剂上 CO 加氢的速控步骤——CO 解离反应的速率. Li 负载量对 Rh-Mn/SiO2 催化剂上 H2 和 CO 的化学吸附量影响较小, 这表明并非所有的 Li 都和 Rh 发生了相互作用, 而是有相当一部分 Li 只是分散在载体 SiO2 上, 并没有与 Rh 发生接触.     

钠盐修饰的Mn/SiO2催化剂的原位XRD研究

 采用原位X射线衍射法对高温下不同钠盐修饰的Mn/SiO2催化剂物相结构进行了研究. 结果表明,反应温度下催化剂表面的钠盐处于熔融的无定形态,提高了Mn2O3活性中心在甲烷氧化偶联反应中的催化活性.     

等离子体条件下甲烷在CO_2存在下的脱氢偶联(英文)

在常温常压下,利用脉冲电晕等离子体研究了甲烷和二氧化碳的转化。在等离子体一催化反应装置上,测试了Ｐｄ／γ－Ａｌ２Ｏ３对甲烷偶联的催化活性。实验发现,在脉冲电晕等离子体作用下,甲烷和二氧化碳被转化为Ｃ２烃、ＣＯ、Ｈ２、Ｏ２、少量积碳和高碳烃;在等离子体条件下引入Ｐｄ／γ－Ａｌ２Ｏ３催化剂,能够有效地改善甲烷偶联产物Ｃ２烃的分布,有利于生成更高附加值的乙烯。