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。     

脉冲电晕等离子体下甲烷偶联反应研究(Ⅲ)──金属氧化物的多相催化作用

考察了常温常压脉冲电晕等离子体作用下金属氧化物对甲烷脱氢偶联反应的催化作用,观察到不同催化剂在脉冲电晕等离子体作用下的催化活性差别很大,且对C₂产物的分布具有一定的调变作用.γ-MN₂O₃/γ-Al₂O₃催化剂的C₂烃收率较空白载体提高了近2倍,C₂烃选择性提高30%以上,该催化剂与脉冲电晕等离子体的结合可使其能量效率提高2倍以上.提出了一种等离子体催化作用促进甲烷脱氢偶联反应的初步模型.     

脉冲电晕等离子体作用下甲烷偶联反应--Ⅰ.无氧气氛下

在常温常压下,对脉冲电晕等离子体应用于甲烷无氧气氛下脱氢偶联反应进行了研究．考察了脉冲电压极性和等离子体注入能量对甲烷脱氢偶联反应的影响,并引入能量效率对等离子体能量与甲烷脱氢偶联反应的耦合进行了讨论．结果表明,正电晕的能量效率高于负电晕．在正电晕条件下,当脉冲重复频率为 ６６ Ｈｚ和能量密度为 １７８８ｋＪ／ｍｏｌ时,甲烷转化率可达４４．６％, Ｃ_２烃单程收率可达３１．６％,其中乙炔单程收率达３０．１％．甲烷转化率与能量密度Ｐ／Ｆ的关系满足－ｌｎ（１—Ｘ）＝ｋ（Ｐ／Ｆ）．在实验考察的能量范围内,Ｃ_2烃收率与能量密度Ｐ／Ｆ呈顺变关系,但能量效率随能量密度的增加而降低．     

氧对非平衡等离子体甲烷脱氢偶联反应的影响

氧对非平衡等离子体甲烷脱氢偶联反应的影响雷正兰陈栋梁刘万楹＊（中国科学院成都有机化学研究所天然气开放实验室６１００４１）甲烷偶联形成Ｃ２烃是甲烷直接转化的重要反应。非平衡等离子体条件下甲烷脱氢偶联是获得Ｃ２烃的一种新方法。不用催化剂，利用非平衡等离子...     

脉冲电晕等离子体作用下甲烷偶联反应的研究 Ⅱ.反应添加气的影响

脱氢偶联;脉冲电晕等离子体作用下甲烷偶联反应的研究 Ⅱ.反应添加气的影响     

甲烷氧化偶联MgO／BaCO3催化剂的表面结构与催化活性

用ＣＯ２－ＴＰＤ，ＣＯ，ＣＨ４脉冲以及ＥＰＲ，ＸＰＳ等方法对ＭｇＯ／ＢａＣＯ３的表面结构及催化活性进行研究，结果表明，催化剂的碱性，氧扩散速率等对催化剂的活性均有影响。ＢａＣＯ３和ＭｇＯ的共同作用可以增强催化剂的碱性强度?增加强碱中心的量，调变晶格氧的移动性，提高Ｃ２烃的收率和选择性。ＥＰＲ和ＸＰＳ测试结果表明，表面吸附态的氧物种Ｏ＾－２作为甲烷氧化偶联活性氧物种的前驱态在反应反应条件下可转化为活     

MnOχ/γ-A1_2O_3对等离子体甲烷脱氢偶联反应的催化作用(英文)

在常温常压下，研究了脉冲电晕等离子体作用下的甲烷脱氢偶联反应。结果表明，脉冲电晕等离子体与y-Mn2O_3／y-A12O_3催化剂的共同作用显著提高了C_2选择性；C_2产物分布主要决定于等离子体功率和催化剂性能。另外，在较高功率下，气流方向对C_2收率影响较大。初步揭示了在等离子体作用下CH_4在气相形成CH_x自由基，而后CH_x自由基在催化剂表面进行定向复合形成C_2产物。     

碱金属和氯离子对Mn_2O_3－Na_2WO_4／SiO_2催化剂甲烷氧化偶联反

本文考察了碱金属和氯离子对Ｍｎ２Ｏ３－Ｎａ２ＷＯ４／ＳｉＯ２催化剂甲烷氧化偶联反应性能的影响，结果表明，只有在氯离子和碱金属的共同作用下才能有效地提高Ｃ２烃的收率及其选择性．催化剂经ＮａＣｌ改性后，Ｃ２烃收率为２２％，并可获较高的烯烷比．在考察范围内增加接触时间（Ｗ／Ｆ），催化剂选择性保持不变，但乙烯的选择性呈上升趋势．钠盐Ｎａ２ＷＯ４、Ｎａ４Ｐ２Ｏ７、Ｎａ２ＳＯ４、Ｎａ２ＣＯ３及Ｎａ２Ｂ４Ｏ７对稳定催化剂的贡献按上述顺序逐渐减小．对ＮａＣｌ－Ｍｎ２Ｏ３－Ｎａ２ＷＯ４／ＳｉＯ２催化剂进行了稳定性考察，使用ＸＰＳ、ＸＲＤ和红外光谱对经历不同反应时间的催化剂进行了表征．     

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。     

2%Mn2O3-5%Na2WO4/SiO2催化剂上的甲烷氧化偶联反应动力学

在Ｍｎ２Ｏ３－Ｎａ２ＷＯ４／ＳｉＯ２催化剂上的甲烷氧化偶联反应可用Ｒｉｄｅａｌ－ｒｅｄｏｘ机理描述，它包括均相及多相两个步骤。甲基自由基的生成是一个多相过程，Ｃ２烃的生成是一个均相过程。催化剂的活性同氧化速率和ＣＨ４与表面氧种的反应速率有关，Ｃ２烃的选择性与甲基自由基氧化速率常数和甲基自由基偶联速率常数的比值有关，这些常数均可从实验中求得。     

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．     

甲烷氧化偶联催化反应的特征

应用程序升温反应（ＴＰＲ）及质谱分析表征了ＣａＯ，Ｓｍ２Ｏ３，０．５－１０％Ｓｍ／ＣａＯ催化剂上的甲烷氧化偶联反应特性。谱图分析表明，在４００－１０００℃范围内，甲烷氧化偶联反应产物的变化呈现三个反应温度区域：（１）完全氧化区，反应主要为ＣＨ３·在催化剂表面完全氧化形成ＣＯｘ和Ｈ２：（２）偶联区，主要为ＣＨ３·的氧化和偶联竞争反应，Ｈ２谱线出现明显的低温峰；（３）氧耗尽区，反应为高温气相反应，产物     

CO2选择性氧化甲烷制C2烃催化剂La2O3/ZnO的氧化还原和CO2吸附性能

Ｌａ２Ｏ３／ＺｎＯ催化剂体系在以二氧化碳作为氧化剂的甲烷氧化偶联反应中具有很高的Ｃ２烃选择性和稳定性．采用ＣＯ２－ＴＰＤ－ＭＳ和ＴＰＲ技术考察了Ｌａ２Ｏ３／ＺｎＯ对ＣＯ２的吸附性质及其氧化还原行为．结果表明：（１）Ｌａ２Ｏ３／ＺｎＯ催化剂体系存在着强、弱两种碱中心，其中弱碱中心数量随样品中Ｌａ２Ｏ３含量增加而减少，强碱中心强度随样品中Ｌａ２Ｏ３含量增加而增强．（２）由于组分相互作用，高温下，Ｌａ２Ｏ３／ＺｎＯ易产生晶格氧空位，使之对ＣＯ２的吸附增强，吸附后的ＣＯ２与晶格氧作用形成立方晶型Ｌａ２Ｏ２ＣＯ３．（３）Ｌａ２Ｏ３／ＺｎＯ表面的Ｌａ３＋和Ｚｎ２＋可以部分被还原，由于组分间的相互作用，使得二者的还原都较单一组分存在时更难．（４）Ｈ２－ＣＯ２－Ｈ２氧化还原循环实验表明，Ｌａ２Ｏ３／ＺｎＯ表面被部分还原后，ＣＯ２可以将部分被还原的表面再氧化．在此基础上对Ｌａ２Ｏ３／ＺｎＯ催化剂上甲烷与ＣＯ２转化为Ｃ２烃的机制也进行了讨论．     

红外光谱研究甲烷和氧与SrO-La2O3/CaO表面的相互作用

在甲烷氧化偶联（ＯＣＭ）反应条件下，用原位红外光谱研究ＳｒＯ－Ｌａ２Ｏ３／ＣａＯ催化剂，结果表明，晶格氧使甲深度氧化，Ｌａ２Ｏ３和ＣａＯ具有活泼的晶格氧，ＳｒＯ的晶格氧比较稳定，气相氧通过催化剂表面消耗掉的晶格氧，加速甲烷了深度氧化，另一方面，催化剂表面的碳酸根物种在氧气氛下分解，在Ｌａ２Ｏ３和ＬＣ催化剂中，催化剂表面Ｌａ２Ｏ２（ＣＯ３）的分解形成配位不饱和的晶格氧Ｏ＾２－，并为气相氧吸附提供氧空     

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     

对称电场催化增强甲烷转化合成C_2研究(英文)

利用电场作用通过交流和直流等离子体在低温、常压和低功率下催化反应将甲烷直接转化为碳二烃（乙烷、乙烯、乙炔）。考察了在对称电场作用下催化剂的催化性能。实验结果表明,在交流电场作用下,碳二烃选择性差别不大;甲烷转化率的大小顺序为： ＭｎＯ_２／Ａｌ２Ｏ３＞Ｎｉ／Ａｌ２Ｏ３＞ＭｏＯ_３／Ａｌ２Ｏ３＞Ａｌ２Ｏ３＞Ｎｉ／Ａｌ２Ｏ３＞ＭｏＯ_３／Ａｌ２Ｏ３＞Ｎｉ／ＮａＹ＞Ｐｄ／ＺＳＭ－５＞Ｎｉ／Ｈ４Ｍｇ２Ｓｉ３Ｏ４＞Ｎｉ／ＺＳＭ－５＞Ｃｏ／ＺＳＭ－５＞无催化剂：在直流电场作用下,碳二烃选择性差别也不大（除Ｎｉ／ＮａＹ外）,甲烷转化率的大小顺序为： Ｎｉ／Ａ１２Ｏ３＞Ｎｉ／Ｈ４Ｍｇ２Ｓｉ３Ｏ４＞Ｎｉ／ＺＳＭ－５＞Ｃｏ／ＺＳＭ－５＞ＭｎＯ２／Ａ１２Ｏ３＞ＭｏＯ３／Ａ１２Ｏ３＞Ｎｉ／ＮａＹ＞无催化剂＞Ｐｄ／ＺＳＭ－５。     

天然气和二氧化碳转化制合成气的研究 Ⅴ．甲烷脱氢积炭反应特征

采用ＴＧ、ＸＲＤ、ＳＥＭ、ＥＤＡＸ和脉冲色谱技术，研究了Ｎｉ／Ａｌ２Ｏ３和Ｎｉ／ＡＲＭ催化剂的甲烷脱氢积炭反应特征。结果指出，甲烷脱氢反应的积炭行为与催化剂上镍的分散状态有关。Ｎｉ－２催化剂上Ｎｉ的分散度小，晶粒大，甲烷脱氢形成的炭丝较长，主要以石墨型炭游离存在：而Ｎｉ／ＡＲＭ催化剂上Ｎｉ的分散度大，镍晶粒小，甲烷脱氢形成的炭丝较短，主要覆盖在催化剂活性中心表面。甲烷脱氢主要产生无定型炭和石墨型炭，其中无定型炭可以被ＣＯ２部分消除。在催化剂制备时，通过提高镍在催化剂表面的分散度，减小镍的晶粒大小，不仅可以提高催化剂的活性，而且可以提高ＣＯ２对积炭的消炭性能。     

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La—Me—O（Me=Mg,Ca,Sr,Ba）系催化剂表面氧种的研究

利用ＣＯ２－ＴＰＤ法考察了Ｌａ－Ｍｅ－Ｏ（Ｍｅ＝Ｍｇ，Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａ）系催化剂的表面碱性，并用Ｏ２－ＴＰＤ，Ｃ４－ＴＰＤ法对该体系的表面活性氧种进行了表征，并与催化性能相关联，结果表明，Ｌａ－Ｂａ－Ｏ催化剂由于表面强碱性中心数目多，产生活性氧种的数目也多，有利于甲烷的活性，因而具有最高的甲烷转化率和Ｃ２烃选择性，脉冲反应表明，在无气相氧存在下，表面晶格氧参与了氧化偶联，而且是选择氧化的活性氧种。     

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。