日本以气相色谱仪为基础开发新型气体检测装置

据报道,日本农业环境技术研究所开发出一种新技术系统,该技术可同时自动检测出二氧化碳、甲烷和一氧化二氮3种温室气体。利用这台仪器在现有的气相色谱仪装置基础上,组合高精度碳分子筛等复合系统,可在10mi n检测出单位毫升中3种气体的含量。该装置对检测土壤中发生的温室气体排放浓度和排放量有重要作用,同时可提高效率和降低成本。地球大气圈内的温室效应气体中,二氧化碳占60%,甲烷占20%。但甲烷的温室效应是二氧化碳的20倍,而一氧化二氮的温室效应约是二氧化碳的100倍。由于二氧化碳和一氧化二氮难以分离,至今为止还没有一台仪器能同时检测这3种气体的技术。调查地球温室效应,必须正确测量和把握温室气体。温室气体不仅仅是随着产业化和社会活动而发生,土壤也是温室气体的一个发生源,如土壤施用氮肥产生的一氧化二氮是温室气体的一重要组成部分。(中国化工仪器网)日本以气相色谱仪为基础开发新型气体检测装置     

反应条件对Mo2C/Al2O3催化的POM制合成气的影响

考察了反应温度、气体空速和进料中CH4：O2比值对Mo2C／Al2O3催化的POM反应制合成气的影响．结果发现较高的温度具有较高的甲烷转化率、CO和H2的选择性；而在较低的温度下，对CO的选择性比对H2的影响更大．反应气体的空速较小时对于甲烷的转化率、CO和H2的选择性是有利的；而在较高的气体空速下，氢气的选择性则更低．进料中CH4：O2比值稍高于2：1时有利于获得高的甲烷转化率、CO和H2的选择性．并且还可以增加催化剂的稳定性．当CH4：O2比值低于2：1时．甲烷转化率、CO和H2选择性随反应的进行急剧下降．而当此比值调整到高于2：1时．转化率和选择件都可以得到恢复。     

温室气体监测及所需标准气体的研究

综述温室气体监测的意义及监测工作的现状。介绍温室气体监测用空气中二氧化碳、甲烷标准气体的制备方法,对两种标准气体的各项性能指标、组分含量范围、定值不确定度、均匀性,以及随时间、压力变化的稳定性作了详细讨论。     

空气污染各组分对甲烷超声速燃烧性能的影响

在与甲烷详细化学反应机理对比验证基础上,采用18组分24步简化反应机理模拟甲烷超声速燃烧过程,从化学动力学和热力学角度用数值方法研究了乙醇燃烧加热空气中的七种主要污染组分(H2O,CO2,O,OH,CO,H,H2)对甲烷超声速燃烧性能的影响.分析结果表明:在一定条件下,进口空气中污染组分H2O的增加造成平均比热容增加,总温降低,并作为第三体抑制甲烷的燃烧过程,使超燃室的性能下降;CO2因大分子量特性使燃气平均分子量增大,降低超燃室做功能力,H2O和CO2两组分对甲烷超燃性能都起消极作用;污染组分自由基H、O、OH和燃烧中间产物CO、H2使燃烧室燃烧效率上升,对甲烷超燃性能起积极作用.     

煤和生物质共气化制备富氢气体的实验研究

在煤处理量为8kg/h的小型流化床反应器上,以富氧空气和水蒸气为气化介质,对煤和生物质共气化制取富氢燃气进行了实验研究。在850℃～1 050℃主要考察了空气当量比、水碳比、生物质比例和生物质种类对燃气组成和气体产率的影响。结果表明,对煤和稻草混合体系,稻草质量比为33%时,空气当量比增加,CO2含量显著增加,H2、CO和CH4含量减少,气体产率增加;水碳比增加,CO2和CH4含量增加,CO和H2含量减小,气体产率先增加后减小;生物质比例增加,CO2、H2和CH4含量增加,CO含量降低,气体产率先增加后减小,当生物质比例小于50%时,可以实现体系的稳定运行。对于三种不同的煤与生物质混合体系,煤与高粱秆共气化所得煤气中H2含量最高,气体产率的顺序为:煤/木屑煤/高粱秆煤/稻草煤。实验中H2在煤气中的体积分数最高可达37.25%,最大产率为0.54m3/kg。     

热重-质谱联用研究焦炭在甲烷气氛下的热行为

利用热重-质谱联用技术对焦炭在甲烷气氛下的热行为及气体逸出情况进行了初步研究。考察了温度、停留时间、甲烷体积分数及流量、焦炭品质等因素对焦炭增重的影响,同时对焦炭在甲烷气氛下及惰性气氛下加热时的气体逸出情况进行了分析。结果表明,在实验进行的时间范围内焦炭的增重随着温度的升高、停留时间的增长、甲烷体积分数的提高而增加;实验采用的两种气体流量对焦炭增重影响不大;焦炭品质越差,增重程度越明显。质谱分析的结果表明,焦炭在惰性气氛下加热时的失重主要是由于CO2和H2O的逸出引起的;甲烷在焦炭存在下800 ℃以后开始分解析出H2,在恒温停留阶段H2的逸出速率变化不大,同时焦炭的质量增加,说明甲烷分解成碳和氢气。焦炭对甲烷的分解存在一定的催化作用。     

新型混合导体透氧膜的制备及其在甲烷转化反应中的应用

用EDTA 柠檬酸联合络合法合成了新型混合导体透氧膜材料 ,成功地制备了致密膜片并对其透氧性能进行了考察 .结果发现 ,此新材料具有非常大的透氧能力 ,850℃时在膜一端为干燥的流动空气而另一端为流动的氦气下 ,透氧量高达 0 744μmol/(cm2 ·s) .考察了膜片本身对甲烷的活化性能 ,发现导体膜对甲烷氧化偶联具有催化活性 ,随着甲烷流速的增加 ,甲烷转化率降低 ,而C2 选择性升高 .研究了膜反应器中甲烷部分氧化制合成气反应 ,甲烷转化率约为 90 % ,CO选择性约为 98% ,CO/H2 比约为 2 ;同时 ,膜的透氧量急剧增加到约 6 0 1 μmol/(cm2 ·s) ,这归结于膜反应侧氧分压的急剧降低 .     

抗积炭CH_4/CO_2重整用Ni/Al_2O_3催化剂

甲烷转化制备的合成气是合成液体燃料和含氧有机化合物的原料 .甲烷转化制合成气的方法有甲烷蒸汽重整、甲烷部分氧化和甲烷、二氧化碳重整 3种 [1～ 3] .对于 CH4/CO2 重整反应 ,调节进料比可制备出 H2 /CO≤ 1、富含 CO的合成气 ,它适于羰基合成和 F- T合成 .这种方法一方面充分利用碳资源 ,缓解能源危机 ;一方面可减少温室气体的排放 ,改善人类的居住环境 .目前倍受关注 .CH4/CO2 重整制合成气 ,Rh、Ru、Pd、Ir等贵金属有很高的活性和稳定性 [4] .但其价格昂贵 ,高温易流失 ,商业化困难 .Ni基催化剂的活性与贵金属相当 ,但它易积…     

Li?CO2电池机理、催化剂和性能研究进展

对化石能源依赖所造成的能源安全和环境污染等问题限制了人类社会的可持续发展。 Li-CO2电池能量密度高、原材料成本低廉且结构简单,因而被认为是开发和利用可再生清洁能源的有力技术,在住宅能量存储、电动汽车驱动和智能电网等领域具备良好的应用前景。此外, CO2等温室气体的大量排放是全球变暖的主要原因, Li-CO2电池放电时可将空气中的 CO2还原固定,生成的碳材料可用作燃料和化工原料,在资源利用化上提供了新途径。 Li-CO2电池是建立在锂-空气电池的基础上。相比大气中的其他成分, H2O与 CO2对该电池的影响很大。防水膜可以减少水的影响;而在放电过程中, CO2的存在会生成 Li2CO3, Li2CO3是可以分解的。由此可见, CO2在可充放的锂电池中作为正极活性成分储能,从而被利用起来。目前 Li-CO2电池至少面临三个问题：(1)电池充放电的机理尚不完全清楚,并且以 O2和 CO2混合气为活性气体的机理与以纯 CO2为活性气体的机理是有差别的, Li2CO3的生成与分解的机制仍在探索中;(2)电解液的稳定性;(3)寻找高效的正极催化剂材料。
　　本文介绍了 Li-CO2电池的发展历程,讨论了 Li-CO2电池的充放电机理、电解液的影响以及正极催化材料的选取等。综述了活性气体为纯 CO2和 CO2-O2混合气时机理的差别,以及 CO2/O2混合比对电池性能的影响。选取电解液应考虑其粘度和介电性。高效能的正极催化材料大多具有高导电性、多孔结构和大的比表面积等特点。而温度也是影响 Li-CO2电池性能的因素之一。虽然 Li-CO2电池的概念相对较新,但可实现 CO2在能源储存与转化领域中的应用,并为 Li-O2电池向锂空气电池飞跃提供了重要参考。本文以如何提高正极材料的催化性能和 Li2CO3的生成和分解机理为重点,总结了正极材料所具有的导电性、比表面积、特殊结构等特点,以及相关机理。     

官能团修饰对MOF-5的气体分子吸附影响

采用紧束缚近似计算方法,研究了金属有机骨架(MOF-5)和不同官能团(―NO2,―NH2,―CH3,―OZn)修饰后的MOF-5不同吸附位点的CO2等温室气体和部分工业废气吸附性能以及对不同气体的选择性吸附能力.结果表明,对于未修饰的MOF-5,位点I和II是主要的吸附位点,最大吸附能可达-0.25eV.官能团修饰提高了MOF-5对CO2的吸附能力,其与官能团活性和局部位型密切相关.其中―NO2修饰使各位点的CO2吸附能力都有一定提高.同时,―NO2修饰后MOF-5对空气环境(O2,N2,H2O,CO2),工业废气环境(CO2,CO,NO,NO2,SO2,SO3)中不同气体有明显的选择性吸附能力.     

甲烷二氧化碳重整制合成气钴基催化剂

温室效应是人类面临的巨大挑战,温室气体的转化利用因而成为广泛研究的热点和难点课题。甲烷二氧化碳重整,即干重整制合成气因为可以同时将两种温室气体(CH-4/CO_2)转化为可用于清洁能源生产的合成气(H_2/CO)而被认为是极具前景的先进技术。此技术目前仍未大规模工业化,其主要瓶颈在于尚未研发出合适的催化剂。过渡金属催化剂因其高活性和相对低廉的成本而被认为最具工业化前景,此前的研究主要集中在镍基催化剂,但是镍基催化剂易因表面积碳和金属烧结而快速失活。近年来,研究者发现钴基催化剂在甲烷二氧化碳重整中也具有良好的催化性能,并进行了初步的研究。本文将对钴基重整催化剂的研究现状进行简要综述。论文首先介绍了催化剂的活性组分、载体、助剂以及制备方法等对钴基催化剂重整性能的影响,接着阐述了钴基催化剂的重整反应机理以及积碳-消碳过程,最后对钴基重整催化剂的设计及未来研究方向进行了展望。     

铈钴复合氧化物催化甲烷裂解制氢及两步法制合成气实验研究

采用共沉淀法制备了铈钴摩尔比为1：1的复合氧化物催化剂。在固定床反应器中进行了甲烷催化裂解实验,并用空气进行了催化剂失活／活化再生循环实验,利用XRD分析手段对催化剂进行了表征。结果表明,铈钴复合氧化物催化剂对甲烷裂解和积炭选择性氧化都有良好的催化性能。600℃甲烷裂解转化率达到43％,并能在280min的时间内保持活性。用空气能有效地活化已失活的催化剂,并且再生前30min积炭可被高选择性（91％）地氧化为CO,通过控制再生过程中的空气流量可以将再生后期尾气中的CO和CO2有效分离,从而分别得到较高纯度的CO和CO2。XRD结果显示,多次裂解／再生循环过程,对催化剂晶体结构没有明显破坏。     

甲烷氧化细菌的铜捕获机理

甲烷是大气中主要温室气体之一. 由于甲烷排放的增加, 近200年来其在大气中的含量以每年1%的速度急剧上升, 对温室效应贡献已达到15%～20%. 广泛存在于自然界中的甲烷氧化细菌 (Methanotrophic bacteria或 Methane-oxidizing bacteria) 能够以甲烷为唯一碳源和能源进行生长, 通过甲烷单加氧酶(Methane monooxygenase, MMO)开始的一个酶系将甲烷最终代谢成二氧化碳和水, 并在此过程中获得生长所需的碳骨架和能量.     

负载型Ni-La_2O_3甲烷化催化剂的研究

用浸渍法制备负载型Ni-La_2O_3甲烷化催化剂,并在其中添加少量的贵金属(Ru 或Pd)。发现组份间存在着促进甲烷化反应的协同效应。认为主要催化活性组份为Ni;贵金属能增强组份间的氢溢流,Pd 含量为0.5%时具有最大的甲烷化活性。La_2O_3有增加金属Ni 分散度的作用,其含量低于6%时,催化活性随La 含量增加而上升。对Al_2O_3和SiO_2载体作了比较,推荐一种经1000℃热处理的AL_2O_3载体。在组成为4.0%Ni-2.3%La_2O_3-0.5%Pd/Al_2O_3的催化剂上,280℃时CO 的初始转化率达100%,CH_4的时空产率为16.4摩尔/小时·公斤(催化剂),气体产物中CH_4含量为93%,反应20小时后,活性逐渐趋于稳定,CO 转化率为76%。研究了在反应过程中催化剂活性的变化和碳沉积现象;以Al_2O_3为载体的催化剂的失活速率和积炭速率均低于以SiO_2为载体者,失活后,经空气烧焦可以再生.     

甲烷和二氧化碳在煤焦上反应制备合成气实验研究

以煤与甲烷共转化制备合成气的研究为背景,通过考察固定床反应器上甲烷和二氧化碳分别在石英砂、煤灰和煤焦上的反应过程,证实了煤焦中的碳结构在共转化过程中对甲烷转化具有催化作用。同时考察了反应温度（1073K～1223K）、CH₄/CO₂比（0.33~3.00）和气固接触时间等工艺条件对甲烷转化率、气相产物中H₂/CO比的影响。结果表明,甲烷的转化率随着反应温度和气固接触时间的增加而增大,随CH₄/CO₂比的增加而减小。在考察范围内甲烷的转化率最高达到了86%。反应物中CH₄/CO₂比的改变可以起到调节产品气中H₂/CO比的作用,0.4~2.0调节。     

内建电场辅助光催化甲烷干重整的研究进展（英文）

甲烷(CH₄)和二氧化碳(CO₂)是导致全球变暖的两种主要温室气体.甲烷干重整技术能够同时消耗两种温室气体并制备氢气(H₂)和一氧化碳(CO),是减少温室效应的理想策略之一.CH₄和CO₂在热力学上具有很高的稳定性,所以活化CH₄和CO₂需要克服较高的能垒,导致传统的甲烷干重整技术总是需要高热能来触发该反应发生.光催化技术的发展为在温和条件下启动甲烷干重整反应提供了更多的可能.然而,由于光激发载流子之间的快速重组,光催化效率仍然较低,难以满足工业需求.研究人员发现,通过构建内置电场增强电荷载流子的分离和转移动力学是解决上述问题的可靠策略.本文首先介绍了甲烷干重整的反应机理和用于甲烷干重整的工业热催化材料.随后,总结了光催化甲烷干重整的优点和潜在的光催化材料,重点介绍了两类催化剂:(1)由铁电效应产生的永久自发极化进而构筑的内建电场的光催化剂.由于自发极化引起的电场,基于铁电材料的光催化剂在促进电荷转移方面显示出较大潜力.(2)由异质结...     

一氧化碳燃烧实验的改进

操作方法:如图安装仪器。加热,控制甲酸流量,产生 CO 气体。在空气中先点燃 CO 气体,然后开启空气（氧气更好）贮气瓶的进水活塞,将带玻璃尖嘴管的橡皮塞盖在 T 型管左端（注意尖嘴伸入的位置,如无适宜的 T 型管最好用具支试管截掉一部分后所剩部分代替）。燃烧完毕,盖上集气瓶塞振荡,石灰水变混浊。优点:1.用石灰水作燃烧前后对比,可加深学生对产物的理解。2.用本装置,尖嘴管进 CO,支管进氧气（空气）,学生更能理解是 CO 与 O2反应,加深记忆。3.生成的 CO2用排空气集气法收集可达复习之目的。4.现象很明显,全班学生都可看到。     

甲烷在熔融碱金属碳酸盐中的还原行为研究

针对CH4在熔融碳酸盐中转化的新体系,研究了CH4在熔融碳酸盐介质中的还原行为.对CH4与熔融碳酸盐(Li2CO3、Na2CO,、K2CO3)的反应产物组分作了热力学分析,进行了实验研究,并对反应机制进行民探讨,研究结果表明,气体产物中CO、CO2的含量随反应温度的升高而增加;随反应时间的增加而降低;反应活性大小变化规律为:Li2CO3>Na2CO3>K2CO3,实验结果与理论分析相符.混合熔融盐具有更高的CO选择性,并且气体产物中CO、CO2浓度及CH4转化率随反应时间增加降低较快,较纯组分更适合作CH4转化反应介质.反应机制的推测表明H2、CO、CO2的产生分别来自于CH4裂解及裂解C与熔融碱金属碳酸盐的反应.     

甲烷与空气混合爆鸣实验条件探讨

甲烷是一种良好的气体然料,但在使用时必须十分注意,若点燃甲烷中混入氧气或空气的混合气,就会发生爆炸。     

尿素水溶液还原法去除氮氧化物精制二氧化碳

在石灰焙烧回转窑中加入燃料燃烧后产生的高温使石灰石分解生成生石灰和CO2气体．在此过程中,伴随着生成一些氮氧化物(NOx)．其中,主要是NO和NO2．这些气体排放到空气中,将对大气造成严重污染,同时也不利于CO2在饮料工业中的综合利用．因此,各国科学家都在研究NOx的去除方法．