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相似文献
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1.
 用自燃烧法制备了钙钛矿型La0.8Sr0.2FeO3催化剂.用H2-TPR考察了催化剂表面的氧消耗过程,用程序升温表面反应(TPSR)研究了甲烷与催化剂表面氧物种的反应,用在线质谱脉冲反应和甲烷/氧切换反应研究了催化剂的晶格氧选择氧化甲烷制合成气.结果表明,催化剂上存在两种氧物种,无气相氧存在时,强氧化性氧物种首先将甲烷氧化为CO2和H2O;而后提供的氧化性较弱的晶格氧具有良好的甲烷部分氧化选择性,可将甲烷氧化为合成气CO和H2(选择性可达95%以上).在900℃下的CH4/O2切换反应结果表明,甲烷能与La0.8Sr0.2FeO3中的晶格氧反应选择性地生成CO和H2,失去晶格氧的La0.8-Sr0.2FeO3能与气相氧反应恢复其晶格氧.在合适的反应条件下,用La0.8Sr0.2FeO3催化剂的晶格氧代替分子氧按Redox模式实现甲烷选择氧化制合成气是可能的.  相似文献   

2.
用自燃烧法制备了钙钛矿型La0.8Sr0.2FeO3催化剂。用H2-TPR考察了催化剂表面的氧消耗过程,用程序升温表面反应(TPSR)研究了甲烷与催化剂表面氧物种的反应,用在线质谱脉冲反应和甲烷/氧切换反应研究了催化剂的晶格氧选择氧化甲烷制合成气。结果表明,催化剂上存在两种氧物种,无气相氧存在时,强氧化性氧物种首先将甲烷氧化为CO2和H2O;而后提供的氧化性较弱的晶格氧具有良好的甲烷部分氧化选择性,可将甲烷氧化为合成气CO和H2(选择性可达95%以上)。在900℃一的CH4/O2切换反应结果表明,甲烷能与La0.8Sr0.2FeO3中的晶格氧反应选择性地生成CO和H2,失去晶格氧的La0.8Sr0.2FeO3能与气相氧反应恢复其晶格氧。在合适的反应条件下,用La0.8Sr0.2FeO3催化剂的晶格氧化替分子氧按Redox模式实现甲烷选择氧化制合成气是可能的。  相似文献   

3.
何方  王华  戴永年 《中国稀土学报》2004,22(Z1):513-517
制备了新鲜的Fe2O3甲烷燃烧催化剂,利用XRD、SEM和TG等分析手段对催化剂的性能进行了表征.并在质量比为1:1的Na2CO3和K2CO3熔融盐中研究了Fe2O3中的晶格氧对甲烷的催化燃烧性能.TG分析表明,Fe2O3与CH4的反应分为两个阶段,第一个阶段从550℃开始,700℃结束,这一阶段里Fe2O3主要被还原成了Fe3O4,第二个阶段从800℃开始,Fe3O4被还原成了FeO和Fe;新生成的铁和低价铁氧化物与空气反应的TG曲线只出现一个增重阶段,从350℃开始质量开始显著增加,最后又重新生成了Fe2O3.在熔融碳酸盐体系进行的切换反应表明,在熔融盐中Fe2O3中的晶格氧能有效地对甲烷的燃烧过程进行催化,并且失去晶格氧的Fe2O3能与空气反应重新恢复其晶格氧,并且整个反应过程放出的热被储存在熔融盐热载体中,这更有利于甲烷的完全燃烧或部分氧化制合成气.因此,控制合适的反应条件,利用Fe2O3作为催化剂在熔融盐体系里使甲烷完全燃烧或部分氧化制合成气是可能的.  相似文献   

4.
铈基复合氧化物中晶格氧用于甲烷部分氧化制合成气   总被引:2,自引:0,他引:2  
采用共沉淀法制备了Ce-M-O氧载体(M=Fe、Mn、Cu),并进行了XRD表征。研究了Ce-M-O中晶格氧部分氧化甲烷制合成气的反应。考察了再生时间、再生温度对氧载体部分氧化甲烷性能的影响。研究结果表明, Ce-Fe-O固溶体中的晶格氧适于部分氧化甲烷制合成气。在新鲜的Ce Fe O氧载体上存在少量的强氧化物种,导致开始阶段大部分甲烷被完全氧化,然后该氧载体能均匀地释放出具有高选择性的体相晶格氧将甲烷氧化为CO和H2。通过对氧载体再生条件的控制,可以有效提高目标产物的选择性,当再生温度为850℃,再生时间为7min时, 获得了最大的CO(96.68%)和H2(97.56%)选择性,同时H2与CO摩尔比达到2.02。在无气相氧存在下,用Ce-Fe-O中晶格氧实现甲烷部分氧化制合成气的方法是可行的。  相似文献   

5.
BaCo0.7Fe0.2Nb0.1O3-δ膜反应器还原侧表面反应机理   总被引:1,自引:0,他引:1  
研究了BaCo0.7Fe0.2Nb0.1O3-δ(BCFN)透氧膜反应器还原侧表面反应机理, 分析了表面催化微粒及催化床对膜反应器的作用. 提出了“催化解离机制”是构成甲烷重整BCFN膜反应器透氧量上升的主要原因; CH4, H2及CO在BCFN膜表面的反应活性依次为H2>CO>CH4; 当CH4气氛中加入H2或CO时, BCFN膜表面的主要发生由CH4直接氧化转变H2或CO的氧化反应, 同时极大提升了BCFN膜反应器的透氧量; BCFN膜表面氧化反应为“晶格氧”氧化反应模式主导.  相似文献   

6.
对透氧膜反应器内焦炉煤气(COG)重整反应模型进行分析.通过H2+N2、CH4+N2、CO+N2和H2+CH4+N2混合气在透氧膜反应器内重整反应,以及有无催化剂下重整反应和催化剂床层厚度重整反应实验,推测焦炉煤气重整反应模型:首先焦炉煤气中H2在催化剂活性金属镍颗粒上吸附解离,解离后的氢向高活性位迁移"(三相界面")并与膜表面侧晶格氧(或O2-)反应生成H2O.同时CH4也可能在活性镍颗粒上裂解生成CH3*和H*,反应生成的H2O与膜表面催化剂上裂解的碳反应生成H2和CO.未反应完的H2O在催化剂床层内与剩余CH4反应生成H2和CO.  相似文献   

7.
以La0.8Sr0.2Fe0.9CO0.1O3钙钛矿氧化物作氧载体,采用连续流动反应和连续顺序Redox反应考察了氧物种氧化甲烷的反应性能.结果表明,连续流动反应中La0.8Sr0.2Fe0.9CO0.1O3氧化物的氧物种能选择氧化甲烷生成合成气.在适宜的再氧化条件下,通过连续顺序Redox反应实现了La0.8Sr0.2Fe0.9CO0.1O3氧化物的氧物种氧化甲烷连续生成合成气,消耗的氧物种可通过与气相氧反应而得到补充.但随着Redox反应的进行,氧化物的持续供氧性能下降,钙钛矿结构被破坏.  相似文献   

8.
甲烷具有价格低廉且储量丰富的优点,因此将甲烷转化为合成气(一种H2:CO为2的混合物),从而进一步合成有价值的化学品和液体燃料引起了人们的极大关注.化学链甲烷部分氧化(CLPOM)技术能避免甲烷与空气直接接触而引起爆炸的危险,可以降低后续对合成气与氮气分离操作所带来的费用,因此日益受到关注.CLOPM过程主要分为两步:第一步,CH4被载氧体所携带的氧部分氧化,载氧体被还原;第二步,利用氧化剂(例如空气)将被还原的载氧体再氧化恢复.因此,载氧体在CLOPM过程中起到至关重要的作用.载氧体的选择主要存在两个问题:(1)甲烷被活化所产生含碳产物的能力与晶格氧的给氧能力不匹配所带来的严重碳沉积;(2)金属离子间扩散速率不匹配而造成载氧体在氧化还原过程中结构的不可逆变化.基于上述两个问题,本文设计了FeWOx/SiO2载氧体用于CLPOM.与未改性的WO3/SiO2载氧体相比,甲烷的转化率和合成气的收率都有显著提高.FeWOx/SiO2在900℃、1 atm反应条件下表现出62%的甲烷转化率、93%的CO气相选择性、94%的H2选择性和2.4的H2/CO比值,同时在50个循环中表现出优异的催化活性和稳定性.本工作利用CH4脉冲反应研究了FeWOx/SiO2的甲烷表面反应过程;采用CH4-TPR和H2-TPR相结合探究了甲烷活化速率与晶格氧扩散速率之间的关系;通过XPS和XRD对FeWOx/SiO2在氧化还原过程中的结构稳定性进行了探讨.综合上述实验结果,对FeWOx/SiO2应用于CLPOM的反应机理进行了阐述.H2-TPR结果表明,在FeWOx/SiO2中,相较于Fe2O3/SiO2,Fe-O的活性受到抑制,使其更倾向于与甲烷发生部分氧化反应;相较于WO3/SiO2,W-O的活性得到明显提升,因此更多的晶格氧可以参与到部分氧化反应中来氧化积碳,从而使合成气收率大幅度提升.从CH4-TPR结果可以看出,对于FeWOx/SiO2,CO与H2的生成温度最接近,意味着晶格氧的传输速率较快并且能够与甲烷活化产生含碳中间物种的速率相匹配,将其及时氧化生成CO,避免由于积碳造成的催化剂失活.结合XPS和XRD结果可以得出,在甲烷还原过程中,FeWOx经历一步还原形成Fe-W合金,由于其间存在强相互作用,因而抑制了还原过程中催化剂相分离现象的发生.同时,根据铁钨离子在空气条件下扩散速率的公式计算可以得出,其相近的离子氧化速率也保证了在氧化过程中催化剂结构的稳定性.本工作为进一步构建用于甲烷化学链部分氧化制合成气的复合金属氧化物载氧体提供了研究思路.  相似文献   

9.
郭建忠  侯昭胤  郑小明 《催化学报》2010,31(9):1115-1121
 在流化床反应器中, 考察了 Ni/SiO2 催化剂上 CH4 或 CH4-C3H8 临氧 CO2 重整 (自热重整) 制合成气反应性能. 结果表明, 在 CH4-C3H8 混合气自热重整反应中, Ni 粒径较小催化剂的活性和抗积炭性能较高, CH4 和 CO2 转化率分别达 75.5% 和 72.6%. C3H8 比 CH4 更易解离及被氧化, 部分 C3H8 解离出来的中间产物 CHx 物种可与吸附 H 结合为 CH4, 因而降低了 CH4 的表观转化率; CHx 也可与吸附的 CO2 物种反应生成 H2 与 CO, 从而促进了 CO2 的转化.  相似文献   

10.
甲烷催化部分氧化制合成气的反应机理   总被引:6,自引:0,他引:6  
借助脉冲反应、质谱-程序升温表面反应(MS-TPSR)等技术研究了Ni/α-Al2O3催化剂上甲烷催化部分氧化制合成气(POM)的反应机理.结果表明,NiO上CH4不能解离产生H2只有当NiO被CH4还原为Ni0后,CH4才能解高产生H2,Ni0是CH4活化和POM反应的活性相;POM反应机理遵循直接氧化机理,CH4和O2均在Ni0上活化,活化过程形成的Ni…C和Niδ…Oδ物种是反应历程中的关键物种,Niδ …Oδ物种高选择性地与CH4解离产生的碳物种Ni…C反应生成CO.  相似文献   

11.
The preparation and chemical and physical properties of the oxygen fluorides (OF2, OF, O2F2, OOF and O4F2) are reviewed. There has been speculation about the existence of other oxygen fluorides (O3F2, O3F, OSF2 and O6F2) but these have not been well-characterized. The first member, OF2, is much more stable than the other oxygen fluorides, and is also less-reactive. In addition to acting as a fluorinating agent and oxidizer, OF2 has been shown to be a source of the OF radical. Dioxygen difluoride is a powerful fluorinating agent, but if reacted under carefully controlled conditions, can be a source of the OOF radical.  相似文献   

12.
A peculiar radical polymerization reaction is presented in which oxygen serves as a cocatalyst, alongside triethylamine, to provide activation with light in the far‐red (690 nm, 3 mW cm?2) of the PET‐RAFT process in the presence of zinc(II) (2,3,7,8,12,13,17,18‐octaethyl‐5,10,15,20‐tetraphenylporphyrin) as photocatalyst. Apart from the ability to exert temporal control by switching the light on or off, this system possesses the exciting capability of inducing temporal control by removal or reintroduction of oxygen. Furthermore, this multicomponent catalytic system was typified by controlled polymerizations of various acrylate and acrylamide monomers, which all resulted in well‐defined polymers with low dispersity (<1.2). The process displayed excellent living characteristics that were demonstrated through chain extensions and a range of degrees of polymerization (200–1600).  相似文献   

13.
对氧的同素异形体进行了梳理,简要叙述了“固态O2和四聚氧(O4)”的制备、结构与晶型转变。其中固态O2相变涉及的研究较多,在超高压下,固态O2从绝缘体变为金属态;在极低温度下,固态O2又转变为超导体。采用以“相变”为主线对固态O2的6种晶体学相进行了概述,并简要评述了O4(四聚氧)的结构与性质。  相似文献   

14.
15.
The proper utilization of renewable energy sources has emerged as a major challenge in our pursuit of a sustainable and carbon-neutral energy landscape. Small molecule activation is a key component for proper utilization of renewable energy resources, where O2/H2O redox couple is reckoned to be a potential game changer. In this regard, electrocatalytic oxygen reduction reaction (ORR) and oxygen evolution reaction (OER) have become the prime interest of catalyst designers. Typically, these ORR and OER electrocatalysts are developed distinctly; however, very soon, the requirement of a bidirectional ORR/OER electrocatalyst becomes obvious for practical applicability and rapid energy transduction purposes. A bidirectional catalyst is defined as a catalyst capable of driving a redox reaction in opposing directions. This review has portrayed the development of enzyme structure-inspired design of molecular bidirectional ORR/OER catalysts. The strategic incorporation of secondary and outer coordination sphere features has significantly enhanced the performance of these catalysts, which can be monitored via the key catalytic parameters. These bifunctional OER/ORR catalysts are vital for metal-air battery and fuel cell applications and appropriately poised to lay the foundation for an efficient, economical, and eco-friendly pathway for sustainable energy usage with the rational assembly of energy converting and storage devices.  相似文献   

16.
人工氧载体研究进展   总被引:2,自引:0,他引:2  
血液需求的激增和异体输血的不安全性等问题的出现,促使人们合成"血液替代品".通过对天然氧载体(即血红蛋白)结构与性能的清晰认识,已有多种人工氧载体被成功合成,并应用于临床试验.人工氧载体可分为全氟碳化合物、血红蛋白基氧载体、合成血红素及其高分子配合物三大类.全氟碳化合物虽大部分已退出人工血液市场,但因其具有治疗作用,研...  相似文献   

17.
研究了一种利用空气电极电化学制氧方法以及隔膜和阴阳极间距对氧气纯度的影响.试验中由KMnO4氧化法测定电解液中HO2-离子的浓度,铜氨溶液吸收法测定氧气纯度.实验表明,使用适当隔膜,在电流密度为80mA/cm2下,系统可连续运行500h以上,氧气纯度在99.8%以上,电化学反应包括4e历程和2e历程,其中2e历程约占31%~44%.  相似文献   

18.
19.
New instrumental methods and tendencies of development of direct potentiometric determination of the chemical oxygen demand in the framework of the standard technique are considered.__________Translated from Zhurnal Prikladnoi Khimii, Vol. 78, No. 1, 2005, pp. 102–107.Original Russian Text Copyright © 2005 by Pisarevsky, Polozova, Hockridge.  相似文献   

20.
Sinkala E  Eddington DT 《Lab on a chip》2010,10(23):3291-3295
Oxygen tension is critical in a number of cell pathways but is often overlooked in cell culture. One reason for this is the difficulty in modulating and assessing oxygen tensions without disturbing the culture conditions. Toward this end, a simple method to generate oxygen-sensitive microwells was developed through embossing polystyrene (PS) and platinum(ii) octaethylporphyrin ketone (PtOEPK) thin films. In addition to monitoring the oxygen tension, microwells were employed in order to isolate uniform clusters of cells in microwells. The depth and width of the microwells can be adapted to different experimental parameters easily by altering the thin film processing or embossing stamp geometries. The thin oxygen sensitive microwell substrate is also compatible with high magnification modalities such as confocal imaging. The incorporation of the oxygen sensor into the microwells produces measurements of the oxygen tension near the cell surface. The oxygen sensitive microwells were calibrated and used to monitor oxygen tensions of Madin-Darby Canine Kidney Cells (MDCKs) cultured at high and low densities as a proof of concept. Wells 500 μm in diameter seeded with an average of 330 cells exhibited an oxygen level of 12.6% whereas wells seeded with an average of 20 cells per well exhibited an oxygen level of 19.5%, a 35.7% difference. This platform represents a new tool for culturing cells in microwells in a format amenable to high magnification imaging while monitoring the oxygen state of the culture media.  相似文献   

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