双阀双柱单检测器气相色谱法测定非甲烷总烃

建立了双阀双柱单氢火焰检测器快速检测非甲烷总烃(NMHCs)的气相色谱分析方法,通过直接检测总烃和甲烷值,以及两者差值计算非甲烷总烃值,同时最后切换十通阀将高沸点组分反吹出甲烷柱,有效避免了出峰较晚的高沸点组分对分析结果的影响。方法能准确测量总烃、甲烷和非甲烷总烃,分析时间小于1 min,标准曲线线性达到0.9999。方法精密度优于0.2%,检出限为甲烷0.02 mg/m~3,非甲烷总烃0.026 mg/m~3(以甲烷计),满足HJ/T38-1999性能指标要求。     

甲烷在6%Zn/HZSM-5催化剂上的低温转化 Catalytic Conversion of Methane at Low Temperature over 6%Zn/HZSM-5 Zeolite

 采用丙烷和甲烷混合物作为共反应物进行无氧芳构化反应. 在600 ℃,3000 h-1和甲烷/丙烷摩尔比为0.6的条件下,甲烷可以在6%Zn/HZSM-5分子筛催化剂上被有效地活化,甲烷的转化率可达32.4%,丙烷的转化率为89.5%,反应的主要产物为芳烃,其选择性达到89.7%. 甲烷与丙烷的摩尔比对芳烃产物的选择性有影响. 在没有丙烷参与时该催化剂在600 ℃下对甲烷转化没有活性. 推测是丙烷脱氢或裂解过程的中间产物活化了甲烷. 低碳烷烃对甲烷的活化可能是实现甲烷低温转化的一条有效途径.     

甲烷直接转化研究进展

本文对甲烷直接活化转化制化学品进行了综述,详细介绍了甲烷部分氧化制C1含氧化合物、甲烷氧化偶联制乙烯和乙烷以及甲烷无氧芳构化的最新研究进展.     

Combustion characteristics of ultra-low content methane in a fluldized bed reactor with Cu/γ-Al2O3 as catalytic particles

采用流化床燃烧技术,使用自制Cu/γ-Al2O3颗粒作为催化剂床料,实验研究了超低浓度甲烷在流化床中催化燃烧时床层温度(450～700℃)、流化风速比ω(1.5 ～4)、进气甲烷体积分数(0.3％ ～2％)等对甲烷燃烧效率的影响.结果表明,床层温度是影响甲烷催化燃烧反应的关键因素,甲烷的转化率随着床层温度的升高而增加;床层温度达到650℃时,甲烷含量低于1％的超低浓度甲烷其转化率超过95％,继续提高床层温度至700℃且控制流化风速比ω≤2可以实现甲烷的完全转化;甲烷转化率随着流化风速和进气甲烷浓度的增加而降低,当ω＞3.5时,温度对甲烷转化的影响减弱,未燃烧的甲烷含量增大.动力学实验发现,床层温度较低时,催化反应受动力学控制,测得催化反应的活化能Eα为1.26×105 J/mol,反应级数m为0.73,当温度t＞450℃时,扩散作用影响显著,反应级数增大.     

超低浓度甲烷在Cu/γ-Al2O3催化颗粒流化床中的燃烧特性

采用流化床燃烧技术,使用自制Cu/γ-Al₂O₃颗粒作为催化剂床料,实验研究了超低浓度甲烷在流化床中催化燃烧时床层温度(450~700℃)、流化风速比ω(1.5~4)、进气甲烷体积分数(0.3%~2%)等对甲烷燃烧效率的影响。结果表明,床层温度是影响甲烷催化燃烧反应的关键因素,甲烷的转化率随着床层温度的升高而增加;床层温度达到650℃时,甲烷含量低于1%的超低浓度甲烷其转化率超过95%,继续提高床层温度至700℃且控制流化风速比ω≤2可以实现甲烷的完全转化;甲烷转化率随着流化风速和进气甲烷浓度的增加而降低,当ω>3.5时,温度对甲烷转化的影响减弱,未燃烧的甲烷含量增大。动力学实验发现,床层温度较低时,催化反应受动力学控制,测得催化反应的活化能E_a为1.26×10⁵J/mol,反应级数m为0.73,当温度t>450℃时,扩散作用影响显著,反应级数增大。     

新型储甲烷金属-有机骨架材料的设计

针对迄今具有最大甲烷存储量的金属-有机骨架(MOF)材料PCN-14, 采用质心分布图研究了甲烷在其中的吸附机理. 结果表明, PCN-14中主要存在两个吸附位, 并且有机配体对材料吸附甲烷有着重要影响. 因此, 通过改变有机配体的类型, 设计了对甲烷具有更高吸附性能的新型MOF材料PCN-M. PCN-M在3.5 MPa下、290 K时对甲烷的吸附量达到了257 V/V, 比PCN-14增加了12%; 298 K时对甲烷的吸附量达到了241 V/V, 超过了DOE标准180 V/V的34%. 此外, 本工作表明了改变有机配体是改善材料存储甲烷能力的一种可行方法, 为合成高甲烷储存量的新MOF材料提供了理论依据.     

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.     

氧化铝包覆层对甲烷燃烧反应钯催化剂活性结构的稳定作用

<正>甲烷具有高的温室效应,因此天然气应用过程尾气中甲烷的消除是一个迫切和亟待解决的环境问题~1。Pd基催化剂广泛应用于催化甲烷燃烧反应,并且表现出显著的结构敏感性~2。实验和理论计算研究结果均表明Pd-Pd Ox界面表现出最高的催化甲烷燃烧活性~(3,4)。但是,在强放热甲烷燃烧反     

甲烷在褐煤煤焦上的裂解反应研究

采用石英管固定床反应器,分别考察了不同温度（1123K、1173K、1223K、1273K）及不同浓度（10%、15%、20%）下,甲烷在褐煤煤焦上的裂解反应。结果表明,褐煤煤焦对甲烷裂解反应具有良好的催化活性,在所考察温度范围内,甲烷的初始转化率最高达99.5%,温度越高,甲烷的初始转化率越高;但随着反应的进行,转化率逐渐降低;甲烷进气浓度越高,初始转化率越低,而且催化剂失活也越快。反应前后煤焦电镜扫描照片及物性参数的比较表明,甲烷裂解生成炭沉积在煤焦表面,导致煤焦比表面积随反应的进行逐渐降低,与甲烷裂解转化率的变化趋势一致;反应后煤焦的孔容及微孔容都有所降低,平均孔径增大,说明甲烷的裂解生成炭造成了煤焦孔道尤其是微孔的堵塞,比表面积减小,导致了甲烷的转化率降低。     

热力学抑制剂作用下甲烷水合物分解过程的分子动力学模拟

采用正则系综(NVT)分子动力学方法模拟研究277.0 K、11.45 mol·L-1的热力学抑制剂乙二醇(EG)溶液作用下甲烷水合物分解微观过程. 模拟显示甲烷水合物的分解从甲烷水合物固体表面开始, 逐渐向内部推移, 固态水合物在分解过程中逐渐缩小, 直至消失. 固态水合物的分解从晶格扭曲变形开始, 之后笼形框架结构破裂, 最后形成笼形结构碎片. 同时已经分解的甲烷水合物在外层形成水膜, 包裹里层正在分解的甲烷水合物, 增大里层甲烷水合物分解传质阻力.     

过氧化氢水溶液作用下甲烷水合物分解特性的分子动力学模拟研究

采用分子动力学模拟方法研究过氧化氢水(HP)溶液作用下结构I型(SI)甲烷水合物晶体分解特性. 系统分析甲烷水合物在过氧化氢水溶液作用下由晶态向液态转变过程的机理, 对比相同摩尔浓度乙二醇(EG)溶液作用下甲烷水合物分解变化规律, 得出HP与水合物热力学抑制剂EG一样对甲烷水合物分解具有促进作用, 为HP溶液促进甲烷水合物分解实验研究提供参考.     

甲烷选择催化还原NO研究进展

 近十年来,甲烷选择催化还原NOx已引起各国环境研究工作者的关注．综述了近年来甲烷选择催化还原NOx方面的研究进展,着重分析了用于该反应的催化剂的研究状况,探讨了目前比较公认的甲烷选择催化还原NOx的反应机理（NO2机理）,详细介绍了目前催化剂用于提高甲烷DeNOx反应活性的方法;并展望了甲烷选择催化还原NOx今后的研究方向．     

高中生“甲烷”心智模型的测评*

以二阶诊断测试题为主要工具对高一学生“甲烷”的心智模型建构情况进行了测评,分别围绕甲烷的分子结构、甲烷的稳定性、甲烷的氧化反应、甲烷的取代反应等4个知识点,对心智模型的种类及持有相应种类的学生比例进行了统计和分析,对相关学习困难进行了探讨,研究发现学生建构了4类共7种非科学心智模型。     

甲烷临氧催化转化制合成气研究进展

作为烃类液化的最重要步骤,从天然气制合成气是近几十年催化科学研究的前沿和热点之一.结合笔者实验室的工作,本文介绍了国内外甲烷临氧催化转化制合成气的研究现状,对甲烷部分氧化、甲烷临氧二氧化碳重整、甲烷临氧水蒸气重整及甲烷-二氧化碳-水-氧气偶合重整进行了阐述和分析,综述了在催化剂体系、反应机理和工艺条件等方面近期取得的研究成果;并对甲烷临氧催化转化制合成气技术今后的研究重点及应用作了展望.     

气相色谱附双柱双氢火焰离子化检测器法同时测定环境空气中的总烃和非甲烷总烃

建立一种气相色谱法配双柱双氢火焰离子化检测器(FID)同时测定环境空气中的总烃和非甲烷总烃含量的方法。全玻璃注射器中的样品(保存时间尽可能少于4h)通过连接两个定量环的十通阀直接进入气相色谱,分离总烃和甲烷的柱子均采用填充柱,载气均为氮气,流量分别为25,20mL·min~(-1)。根据气体在总烃柱和甲烷柱保留时间对总烃和甲烷进行定性,保留时间分别为0.120,0.404min;分别以扣除氧峰面积的总烃面积和甲烷峰面积对总烃和甲烷定量,再通过2者差值计算非甲烷总烃含量。结果表明:总烃与氮气、甲烷与氮气的物质的量之比均在0.5～10.0μmol·mol~(-1)内与其对应的色谱峰面积呈线性关系,总烃、甲烷、非甲烷总烃的检出限(3.143s)分别为0.025,0.031,0.031mg·m~(-3)(以甲烷计)。在3个浓度水平下进行回收试验,总烃和甲烷的回收率分别为99.8%～104%,99.7%～103%;测定值的相对标准偏差(n=6)分别为1.3%～5.6%,1.0%～5.1%。采用本方法对2个采样点位采集的样品中的总烃、甲烷含量进行了测定,计算出的非甲烷总烃质量浓度都小于1.0mg·m~(-3),以这两个样品为基质进行加标回收试验,总烃和甲烷的回收率分别为102%～105%,107%～109%;测定值的相对标准偏差(n=5)分别为1.1%～1.7%,1.8%～1.9%。     

光催化甲烷转化研究进展

甲烷催化转化为高附加值产物、实现甲烷高效利用,具有重要的研究意义及工业应用价值。长期以来,如何在较温和的条件下将甲烷转化为其它更有价值的有机衍生物,如醇、芳烃、长链烷烃和烯烃等,是催化、化学及化工领域的热点和难点课题之一。光催化反应由光能激发产生光生电子和空穴,参与到甲烷C―H键活化和自由基形成,这为低温甲烷转化提供新的途径,本文主要围绕甲烷氧化和偶联反应,总结了近年来光催化研究进展,并对如何进一步提高光催化性能提出展望。     

稳定同位素表征有机物甲烷化代谢动力学

有机物甲烷化可通过乙酸发酵型、氢营养型和甲基营养型3种途径进行,确定各个途径对甲烷生成的贡献率是其动力学研究的基本问题,稳定同位素示踪技术是研究生态体系甲烷主导生成途径的创新方法.本文综述了稳定同位素技术表征甲烷生成途径的方法进展及影响测试解析结果的因素.产甲烷过程中的稳定同位素分馏效应是影响测试结果解析的关键,甲烷菌类型、生长阶段、底物丰度、温度等是其主要影响因素;对典型产甲烷生态体系进行控制实验,积累分馏效应数据及联合应用微生态分子生物学表征方法,是提高稳定同位素技术对甲烷生成途径区分水平的可行方法.联合应用稳定同位素表征技术和微生态原位表征方法,对高浓度有机酸胁迫条件下的生物质类有机物厌氧发酵甲烷化途径的研究结果表明,面临高浓度有机酸迅速累积的环境,中温发酵条件下,优势菌种为甲烷八叠球菌,依时间次序,通过乙酸发酵和氢营养型途径利用累积的有机酸产生甲烷;而在高温条件下,有机酸则通过乙酸氧化和氢营养型甲烷化途径的串联反应被降解.运用稳定同位素表征技术揭示甲烷生成途径可为针对性的微生态调控提供依据.     

硫化钼催化剂KSM-01的制备及其甲烷化活性初探

在合成氨工业中,甲烷化反应己得到广泛研究。在管道煤气化流程中,CO 甲烷化也是一个重要的中间反应步骤。由于各种品位的煤炭中普遍含有不同比例的硫,所以研制煤气化流程中抗硫甲烷化催化剂有一定价值。镍基甲烷化催化剂对硫极为敏感,易中毒失活,故寻找新体系的抗硫甲烷化催化剂在国内外都是一个较新的课题。本工作在实验室考察了自制的硫化钼催化剂的甲烷化性能,并对CO 在钼基催化剂及镍基催化剂上     

甲烷燃烧实验的做法

初中化学教材中的甲烷燃烧实验对于帮助学生认识甲烷的可嫩性,验证甲烷的元素组成,以及对学生进行科学方法教育起着重要的作用。在该实验中,应该让学生观察到甲烷燃烧同时生成水和二氧化碳两种产物。为此我们用下面的方法演示该实验,取得了较好的效果。     

颗粒性甲烷单加氧酶分离纯化方法的研究进展

颗粒性甲烷单加氧酶(pMMO)是甲烷氧化菌的特征酶之一,在生物催化方面具有广泛的应用前景,但由于其内膜蛋白的性质以及纯化过程中的不稳定性,使其生物化学性质、金属活性位点等方面仍存在许多未知和争议.着重总结了颗粒性甲烷单加氧酶的分离纯化方法,并对其活性以及与甲烷氧化菌素-Cu(methanobactin-Cu)和其他物质之间的作用关系进行了概述,以促进颗粒性甲烷单加氧酶的深入研究和应用.