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烃类晶格氧选择氧化 总被引:27,自引:0,他引:27
用催化剂的晶格氧作为烃类选择氧化的氧化剂, 按还原-氧化(Redox) 模式,采用循环流化床提升管反应器, 将烃原料和空气分开进料, 在提升管反应器中烃分子与催化剂的晶格氧反应生成氧化产物, 失去晶格氧的催化剂被输送到再生器中用空气氧化到初始高价态, 然后送入提升管反应器完成还原-再氧化循环。这种新工艺是在没有气相氧分子的条件下进行反应, 可避免气相和减少表面的深度氧化反应, 大幅度提高烃类选择氧化的选择性, 而且因不受爆炸极限的限制可提高原料浓度, 使反应产物容易分离回收, 是控制深度氧化、节约资源和保护环境的有效催化新技术。本文试图对晶格氧选择氧化的研究现状, 面临的主要挑战和应用前景进行简要评述。 相似文献
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不同压力下Ni/Al2O3催化剂上CH4部分氧化制合成气反应比较 总被引:2,自引:1,他引:1
采用以质谱为检测器的程序升温和瞬变实验技术研究了0.1Mpa和0.7MPa条件下CH4部分氧化制合成气反应,结果表明,与0.1MPa条件下一样,在700度,0.7MPa下CH4可以在金属镍活性中心上迅速分解生成H3和表面NixC,但CH4不能在NiO上分解,也不能被其氧化,CH4的分解,作为在Ni/Al2O3催化剂上进行部分氧化制合成气反应的第一步,是一个体积增大的反应因而加压会抑反应的进行,正是由于在加压条件下CH4的分解受到抑制,才使得在0.7MPa下CH4的转化率明显低于0.1MPa,此外,加压有助于维持催化剂表面处于还原状态,这有利于反应高转化率,高选择性地进行。 相似文献
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在加压条件下(0.1~1.1MPa)考察了MgO/BaCO_3催化剂在甲烷氧化偶联反应中的性能,以及加压后该催化剂的失活。XRD谱图表明,在加压失活的MgO/BaCO_3催化剂表面有部分MgCO_3牛成,这是由于部分活性相MgO发生了转变:XPS表征结果表明,在加压失活后的MgO/BaCO_3催化剂中B3CO_3向表面富积,致使催化剂的表面活性相MgO的浓度相对降低和催化剂表面积降低。另外,在加压失活后的MgO/B3CO_3催化剂上表面活性氧物种的离子浓度大大降低,表面晶格氧的流动性及晶格氧参与甲烷转化的能力也大大减弱;另外,由于该失活催化剂表面结构的变化,由MgO和BaCO_3共同作用形成的强碱中心也消失了。 相似文献
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本文报导了一个新发现的H_2置换Ni(100)面上化学吸附CO的表面反应.CO分子在Ni(100)面上的化学吸附(吸附热为126J/mole)比氢的原子吸附(吸附热为96kJ/mole)强得多,在通常条件下,H_2不能置换Ni(100)面上化学吸附的CO.但是当H_2压高于1×10~(-4)乇时,在温度为270~330K的范围内可引起H_2置换化学吸附CO的表面反应.本文用荧光产率近边吸收谱(FYNES)和程序升温脱附(TPD)对H_2置换化学吸附CO的表面反应动力学进行了详细的研究.FYNES谱在原理上与NEXAFS相同,通过测量含碳受激分子在弛豫过程中释放的碳—Kα荧光产率代替测量Auger电子产率,所以可在有气氛压力下对表面反应动力学过程进行原位考察.实验结果表明,在氢压为10~(-4)至10~(-1)乇和单晶温度为270至330K范围内,置换反应的速度公式可表示为:-dθ/dt=kθP_(H2)~(0:4)式中θ为CO的表面覆盖度,P_(H2)为气相氢压.置换反应是一个热活化过程,它随CO覆盖度的降低显示出二个不同的动力学区域,置换反应的活化能在高覆盖度下为29±4kJ/mole,在低覆盖度下为46±4kJ/mole.这比CO在Ni(100)面上的吸附热105~126kJ/mole约低75~80J/mole.本文对置换反应的控制步骤和H_2置换的机理进行了讨论 相似文献
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用晶格氧为氧源的甲烷部分氧化制合成气 总被引:16,自引:0,他引:16
采用热重分析技术在甲烷气氛下考察了储氧材料Fe2O3提供晶格氧的过程,用甲烷/氧切换反应和在线质谱检测方法研究了以Fe2O3晶格氧代替气相氧用于甲烷部分氧化制合成气的可能性.结果表明,Fe2O3在甲烷气氛下的还原过程包括Fe2O3→Fe3O4和Fe3O4→FeO→Fe,甲烷被氧化为CO2和H2O.在750℃下进行的CH4/O2切换反应结果表明,首先,约25%的CH4与Fe2O3中的晶格氧反应,生成CO2和H2O,然后,生成的CO2和H2O与剩余的约75%的CH4在Ni/Al2O3催化剂上进行蒸汽重整和C\r\nO2重整,从而按燃烧-重整机理实现甲烷部分氧化制合成气.选择合适的CH4/O2切换条件,可使甲烷高转化率、高选择性地生成合成气. 相似文献