二氧化碳和天然气经过微波等离子体直接转化成C2烃

二氧化碳和天然气经过微波等离子体直接转化成Ｃ２烃陈栋梁雷正兰刘万楹＊⒇张承聪洪品杰戴树珊（中国科学院成都有机化学研究所，成都，６１００４１）（云南大学化学系，昆明，６５００９１）二氧化碳和甲烷都是很稳定的非极性分子，要使其分子活化，发生化学反应，转化...     

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。     

脉冲电晕放电-催化转化CO2为CO

在常温、常压下，较系统地研究了CO2在脉冲电晕等离子体条件下的活化与转化，考察了反应器参数、脉冲成形电容、应用电压、气体流量、电晕极性对二氧化碳转化的影响。在本实验条件下，最佳反应器的有效长度为125mm,内径为22mm。二氧化碳转化率和一氧化碳产率随应用电压的增加而增加。另外，随着应用电压的增加，脉冲反应器的能量利用效率反而降低。随着气体流量的增大，二氧化碳的转化率及一氧化碳的产率下降。γ-Al2O3的存在大大促进了二氧化碳的转化，CO2的最高转化率达23％。由于γ-Al2O3在物化性质方面的特性，γ－Al2O3的存在对二氧化碳的转化有重要的作用。研究表明：脉冲电晕放电－催化转化CO2为CO是可行的。     

均相反应固定二氧化碳时铈一络合物催化性能的研究

固定二氧化碳是把游离的惰性CO_2作为合成反应的原料,以制备有机化合物;或者使CO_2变为金属络合物的一种配位体而作为CO_2的传送体。二氧化碳缺乏反应性。如何使它活化,是当今化学家所关注的问题。近来发表了许多关于过渡金属配位活化二氧化碳的文章。     

室温离子液体中二氧化碳与环氧化合物的电催化插入反应

在温和条件下，二氧化碳在室温离子液体中可以被电化学活化。同时，活化后 的二氧化碳在室温离子液体中与环氧化合物发生插入反应生成环状碳酸酯也得到了 较好的结果。[BMIm][BF4]离子液体为反应介质，环氧丙烷为反应底物时得到最佳 反应结果。电化学活化对反应的发生是必需的。     

低碳烷烃与二氧化碳催化转化研究进展

页岩气革命为低碳经济发展提供了重要契机.在低碳烷烃(甲烷和乙烷)催化转化过程中,以二氧化碳作为氧化剂参与反应,通过C–H键的选择性活化可将页岩气转化为优质化工原料——合成气和乙烯,是一种低碳烷烃转化与二氧化碳资源化利用的工艺路线.本文总结了近年来甲烷干重整与乙烷和二氧化碳反应中与C–H键活化相关的研究进展,分析了甲烷干重整中镍基催化剂积碳及乙烷和二氧化碳反应中产物选择性的主要影响因素,并对该研究未来的发展方向进行了展望.     

二氧化碳直接加氢合成反应的热力学分析(英文)

二氧化碳直接加氢合成反应是二氧化碳活化和有效利用的重要途径之一。列举了１８个二氧化碳氢化反应,并对相应的反应热和平衡常数进行了计算。假定各反应物以反应的摩尔计量比参加反应、反应物的总量均为１ｍｏｌ,求出了各反应中ＣＯ２的平衡转化率。     

金属有机骨架材料应用于二氧化碳环加成反应的研究进展

化石燃料的燃烧产生大量二氧化碳,引起了包括温室效应在内的诸多生态环境问题。二氧化碳作为一种重要的碳资源,也可用于制备多种重要的化工原料。环氧化合物与二氧化碳环加成是二氧化碳资源化利用的重要方向,并且产物环状碳酸酯在工业上能得到广泛利用。但二氧化碳具有惰性,不易被活化,因此寻求高效且稳定的催化剂成为实现二氧化碳快速转化的关键。金属有机骨架(MOFs)因具有不饱和金属位点、多孔性等优点而被应用到各类催化反应中。又因其具有路易斯酸碱位点,对二氧化碳与环氧化物环加成反应有着突出的催化效果,所以在该反应体系中也有着出色的表现,但其反应条件比较苛刻。环氧化物的活化是在环加成反应中的重要环节,卤化物对环氧化物的活化有很好的效果,但是存在难回收的问题;卤化物阴离子还会引起含铁金属的腐蚀,在一定程度上限制了大规模工业使用。很多研究人员致力于寻找减少使用该类助剂的方法,改进催化体系,于是催生出了关于MOFs改性的各类方法。本文列举了在催化二氧化碳与环氧化物环加成反应过程中关于MOFs的利用以及改性方法,并展望了MOFs材料在催化领域的发展前景。     

一种用于空气中二氧化碳现场测定的新方法

一种用于空气中二氧化碳现场测定的新方法于爱民，杨广德，王锐，金钦汉（吉林大学化学系，长春１３００２３）关键词微波诱导等离子体，离子化检测器，气相色谱仪，二氧化碳二氧化碳在植物生长代谢及其生态平衡过程中起着重要作用，现场测定二氧化碳是目前农业、环境科学...     

锰配合物催化CO2加氢生成甲酸的理论研究

采用密度泛函理论(DFT)对锰配合物催化二氧化碳加氢生成甲酸的反应进行了理论研究. 整个催化循环主要包括氢气活化和二氧化碳氢化2个阶段. 计算结果表明, 甲酸的参与明显降低了氢气活化的反应能垒; 二氧化碳的氢化过程遵循外层机理并且氢转移是分步进行的, 决速步骤为氢负离子的转移过程, 自由能垒为21.0 kJ/mol. 对配合物中硫原子上的取代基R进行了调变, 研究结果表明, 当R为吸电子基团时能降低氢气裂解和二氧化碳氢化过程中质子转移的能垒, 而当R为推电子基团时有利于氢负离子的转移,当R=CF₃时整个反应的能量跨度(80.4 kJ/mol)最小.     

等离子法转化CO2为CO研究进展

评述了国内外等离子法转化CO2 为CO的发展状态与趋势 ,重点介绍了非平衡等离子体技术转化CO2 为CO的发展 ,探讨了它的基本反应机理 ,并提出了提高二氧化碳转化率的有效途径是负载型催化剂的研制及研究二氧化碳与有机物的氧化偶联反应 (如CO2 +2CH3 OH·(CH3 O) 2 CO +H2 O)具有重要意义。这为CO2 的化工利用开辟了一条广阔而有效的途径 ,也是控制温室效应 ,促进可持续发展的有效手段     

冷等离子体协同催化反应

冷等离子体与催化协同反应是一个新的化学研究方向.本文总结了利用协同反应研究脱硝反应和几类化学反应取得的成果.包括NO分解反应、CH4选择性催化还原反应、NH3选择性催化还原反应、同时脱硝和脱除PM2.5过程、VOCs脱除、CO2分解以及丙烷二氧化碳重整等反应.协同作用使这些反应实现了低温或室温下的高活性.     

电晕放电二氧化碳冷等离子体转化特性研究

在常压、室温条件下利用电晕放电使二氧化碳通过冷等离子体反应分解为一氧化碳和氧气,由四极质谱在线定量在分析产物组成。考察反应条件（电晕类型、能量密度、气体流量等）对反应转化率的影响,分析了该反应的能量效率。当放电功率为40W、CO2流量为30mL.min^-1时,正电晕等离子体CO2分解反应的转化率为15．2％;CO2,专座经率随体系能量密度的增加上升,随反应时间的增加而增大,当CO2流量为90mL.min^-1、正电晕放电功率为37．6W时,反应体系的能量效率为5．89％。实验发现,正电晕放电时CO2的转化率高负电晕的转化率。     

等离子体-催化剂耦合作用下CO2的甲烷化研究

常温常压下,利用脉冲电晕等离子体与Ni/γ-Al₂O₃催化剂协同作用CO₂加氢转化生成甲烷,考察了催化剂担载量、放电参数、工艺参数等对反应的影响,并探讨了其反应机理.结果表明,在等离子体与催化剂协同作用下,CO₂加氢生成CH₄,CO₂转化率在催化剂一定担载量范围内随担载量的增加而增加;脉冲电压峰值、重复频率、进气方式、空速等对反应有重要影响;相同条件下,等离子体-催化法优于化学催化法.     

含二氮杂萘酮结构聚醚砜酮膜的微波等离子体处理研究

含二氮杂萘酮结构型聚醚砜酮(ＰＰＥＳＫ)是近年来本研究组开发成功的新型耐高温聚合物[1].该聚合物具有优异的力学性能和突出的耐热性,玻璃化转变温度(Ｔｇ)为265～305℃(随砜酮比不同而变化),其结构式如下:ＯＮＮＯＳＯＯＯＮＮＯＣＯ　　研究表明,用ＰＰＥＳＫ制成的气体分离膜对Ｏ2/Ｎ2、ＣＯ2/Ｎ2有良好的气体渗透性和透过选择性[2,3],但由于其亲水性不高进而限制了它在纳滤膜和反渗透膜等方面的应用,因此有必要对其进行改性.目前,常用的膜及膜材料改性的方法有磺化、氯甲基化季胺化、接枝等化学改性和低温等离子体与辐射等物理改性.其…     

Effect of Nonthermal Plasma on the Methanation of Carbon Monoxide over Nickel Catalyst

Reduction of carbon monoxide to methane by hydrogen was investigated with a nonthermal plasma reactor in which Ni/alumina catalyst pellets was filled. The effect of reaction temperature, pressure and voltage on the conversion of CO was examined. It was found that the nonthermal plasma significantly enhanced the catalytic conversion of CO. The effect of the nonthermal plasma was especially remarkable at lower temperatures and pressures. At high temperatures, the catalyst itself exhibited very high catalytic activity for the conversion of CO. Since high pressure is unfavorable for creating electrical discharge plasma, the increase in pressure lowered the discharge power, thereby weakening the effect of the nonthermal plasma. With the nonthermal plasma alone, there was no conversion of CO. The reaction products identified by FTIR spectra were CH₄, CO₂ and H₂O. FTIR spectra also showed that CO was converted primarily into CH₄ with high selectivity above 90% at most experimental conditions.     

Selective conversion of plasma glucose into CO2 by Saccharomyces cerevisiae for the measurement of 13C abundance by isotope ratio mass spectrometry: proof of principle

To study carbohydrate digestion and glucose absorption, time-dependent (13)C enrichment in plasma glucose is measured after oral administration of naturally occurring (13)C-enriched carbohydrates. The isotope enrichment of the administered carbohydrate is low (APE <0.1%) and plasma (13)C glucose measurements are routinely determined with gas chromatography/combustion/isotope ratio mass spectrometry (GC/C/IRMS) or liquid chromatography/combustion/isotope ratio mass spectrometry (LC/C/IRMS). In this study, plasma glucose was converted into CO(2) by an in-tube reaction with yeast permitting direct measurement of (13)CO(2) in the headspace. Saccharomyces cerevisiae incubated under anaerobic conditions was able to convert sufficient glucose into CO(2) to produce a consistent CO(2) peak in IRMS with little variation in peak area and precise delta(13)C(PDB) values for corn glucose: -11.40 +/- 0.16 per thousand, potato glucose: -25.17 +/- 0.13 per thousand, and plasma glucose: -26.29 +/- 0.05 per thousand. The measurement showed high linearity (R(2) = 0.999) and selectivity and was not affected by the glucose concentration in the tested range of 5-15 mM. Comparison with GC/C/IRMS showed a good correlation of enrichment data: R(2) > 0.98 for both sources of glucose and plasma samples. Commercially available, instant dried baker's yeast was qualitatively and quantitatively comparable with freshly prepared yeast: R(2) > 0.96, slope 1.03 and 1.08 for glucose solutions and plasma, respectively. Thus, yeast conversion of plasma glucose into CO(2) and (13)C measurement applying a breath (13)CO(2) analyzer is an inexpensive, simple and equally accurate alternative to the more expensive and laborious GC/C/IRMS and LC/C/IRMS measurements.     

等离子体引入方式对强化制备二氧化碳重整甲烷反应的Ni/γ-Al2O3催化剂的影响

采用等离子体技术强化制备了Ni/γ-Al2O3催化剂, 以CO2重整CH4为模型反应考察了等离子体引入方式对催化剂性能的影响, 并采用H2-TPR, BET, CO2-TPD, XRD, CO2-TPSR, TGA及XPS技术对催化剂进行了表征. 研究结果表明, 与常规焙烧的催化剂相比, 在氢气还原过程前引入氮气等离子体处理能有效提高催化剂的低温反应活性. N2气等离子体处理使前驱体中的硝酸盐能在温和条件下分解, 并使催化剂具有较强的还原能力和较大的比表面积. 先进行N2气等离子体处理再进行H2气还原的催化剂, 其活性组分的分散度显著提高, 对CO2的吸附量也明显增加, 并且反应后催化剂上的积炭量比常规催化剂上的显著降低, 形成比较单一的碳物种.     

Comparison of dry reforming of methane in low temperature hybrid plasma-catalytic corona with thermal catalytic reactor over Ni/γ-Al2O3

In the current study,the hybrid effect of a corona discharge and γ-alumina supported Ni catalysts in CO2 reforming of methane is investigated.The study includes both purely catalytic operation in the temperature range of 923-1023K,and hybrid catalytic-plasma operation of DC corona discharge reactor at room temperature and ambient pressure.The effect of feed flow rate,discharge power and Ni/γ-Al2O3 catalysts are studied.When CH4/CO2 ratio in the feed is 1/2,the syngas of low H2/CO ratio at about 0.56 is obtained,which is a potential feedstock for synthesis of liquid hydrocarbons.Although Ni catalyst is only active above 573K,presence of Ni catalysts in the cold corona plasma reactor(T≤523K) shows promising increase in the conversions of methane and carbon dioxide.When Ni catalysts are used in the plasma reaction,H2/CO ratios in the products are slightly modified,selectivity to CO increases whereas fewer by-products such as hydrocarbons and oxygenates are formed.     

CO2气氛苯尖端放电等离子体转化试验研究

本文研究了CO2为气化介质时,等离子体辅助煤气化过程中焦油组分苯发生的非热转化特性,建立了焦油组分苯、CO2单电极尖端放电非平衡态等离子体反应体系。通过煤气分析仪对转化反应的产物进行分析,并采用可见发射光谱技术对等离子体进行诊断。结果表明,在该反应体系中,苯转化生成的气态产物是CO与CO2的混合气,而H元素直接被氧化生成H20。能量密度对于苯转化反应起主导作用。在相同能量密度条件下,降低苯浓度也能够提高苯的转化率,但改变气速增加反应时间并不能提高苯的转化率。此外,通过光谱分析可得苯的非热转化可由CO2直接解离产生的O自由基触发。