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...     

脉冲电晕等离子体下甲烷偶联反庆研究（Ⅲ）：金属氧化物？…

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,观察不同催化剂在脉冲电晕等离了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－ＭnＯ３／γ－Ａ１２Ｏ３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     

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。     

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。     

等离子体作用下甲烷氢化偶联

在常温常压下,研究了脉冲放电等离子体及其协同催化剂强化CH₄氢化偶联反应.结果表明:脉冲电晕等离子体条件下,甲烷中引入氢气可以实现偶联,而且随着氢气引入量的增加甲烷的转化率以及C₂收率增大,积碳减少;脉冲电压和重复频率影响CH₄的转化;引入Ni/γ -Al₂O₃催化剂后可改善产物C₂烃的分布,等离子体法制备的Ni/γ -Al₂O₃催化剂性能优于化学法制备的Ni/γ -Al₂O₃催化剂.开辟了一条甲烷偶联新技术路线.     

空气中电晕放电高能电子密度沿反应器分布的光谱研究(英)

利用目前在等离子体特性诊断方面较为先进实用的发射光谱法,在常温常压下测量了正脉冲电晕放电空气中的Ｎ２（Ｃ３ Πｕ →Ｂ３ Πｇ） 发射光谱相对强度沿线－ 筒式反应器的径向分布,由此得到了正脉冲电晕放电等离子体中高能电子（ ≥１１ ．０３ｅＶ） 的电子密度沿线－ 筒式反应器的径向分布．随径向距离增大高能电子密度呈非线性递减,对于不同放电电压这种递减规律相同．     

多尖端旋转电极辉光放电甲烷偶联研究

石油资源的日趋短缺使人们对世界大储量能源天然气的开发利用越来越重视.甲烷(CH4)是天然气的主要成份.由于CH4分子具有很高的稳定性,用CH4直接偶联制C2烃(乙烷、乙烯、乙炔)在热力学上十分不利,采用常规催化手段一直未取得突破性进展\[1\],而辉光放电等冷等离子体对于CH4偶联是一种非常有效的方法,近年来已成为物理化学跨学科前沿研究热点.在本研究领域中,利用脉冲电晕等离子体结合催化剂进行甲烷转化[2],其等离子体在空间分布上是非连续的,活性较低,反应区较小,甲烷的转化率及C2烃收率必然是有限的;利用微波诱导甲烷在催化剂上转化制C2烃[3],由于温度很高,能量密度太大,很容易使甲烷完全裂解,生成大量积碳,C2烃的收率也较低;利用介质阻挡放电使CH4偶联[4],能耗太大,能量利用率很低.因此,冷等离子体CH4偶联实现工业化的课题就是要在提高CH4转化率及C2烃收率的同时降低能耗,以提高能量利用率.     

OXIDATIVE COUPLING OF METHANE OVER Mn_2O_3-Na_2WO_4/SiO_2 CATALYST IN THE ABSENCE OF DILUTE GAS

The oxidative coupling of methane over Mn2O3-Na2WO4/SiO2 catalyst has been investigated in the absence of dilute gas. 16.4% of C2 yield and 80.4% of the selectivity to C2 hydrocarbons were obtained at CH4/O2 = 8.5/1.5. The effect of flow rate on the selectivity to C2 hydrocarbons and CH4 conversion was different under the reaction condition of different ratio of CH4 to oxygen. The flow rate had a more remarkable effect on the selectivity at the lower ratio of methane to oxygen. The addition of steam into the reaction gas can increase C2 yield to some extent, but that of HC1 decrease the selectivity to C2 hydrocarbons.     

正压、低温脉冲微波等离子体裂解天然气直接转化 制C2烃的研究

利用脉冲微波强化、扩展丝光等离子体反应装置,在常压和正压条件下,对低温脉冲微波等离子体裂解甲烷和氢气混合气制C2烃的反应进行了研究。考察了压力、微波功率、脉冲通/断时间以及氢气/甲烷比例、流量等参数对反应的影响。结果表明,在脉冲微波的作用下,常规高压放电形成的在空间呈非连续分布的丝状等离子体被强化和扩展成为连续分布的伞状等离子体,等离子体利用率和活性均得以大幅度提高;利用这种低温等离子体可以获得高的甲烷转化率,而且产物纯净,只有乙烯和乙炔;通过改变压力,还可能调节产物中C2H2/C2H4的物质的量比值,当气体总流量为300mL/min、物质的量比n(H2)/n(CH4)=2:1、压力为0.13MPa、微波峰值功率为120W、脉冲通/断比=400/400ms时,甲烷转化率可达59.2%,C2烃单程收率可达52%,其中乙炔单程收率达42.7%。     

Methane conversion in the presence of oxygen under low-temperature radio frequency plasma

Methane conversion in the presence of oxygen under low-temperature radio frequency (RF) plasma was investigated. The experiment results indicated that the following four factors, i.e., discharge voltage, discharge area, O2/CH4 molar ratio and total gas flowrate, affected remarkably the reaction performance. The optimum reaction conditions of methane conversion in the presence of O2 under RF plasma are as follows: discharge voltage 1050 V, discharge area 989.1mm², O2/CH4 molar ratio 1/10 and total gas flowrate 200 ml/min. A methane conversion of 91% could be reached under the optimum conditions. Oxygen is good for the breaking of C--H bonds and also acts as a sort of thinner. According to the low-temperature plasma characteristics, the macroscopic kinetics model of methane conversion in the presence of O2 under radio frequency plasma was studied.     

甲烷氧化偶联制烯烃的热力学平衡限度

选择适宜的热力学模型对甲烷氧化偶联制烯烃体系的热力学平衡进行分析，考察温度﹑压力﹑进料组成对体系组分的平衡限度影响。研究发现，在甲烷氧化偶联制烯烃体系中，H2、CO的生成相对容易，C2产物（C2H4、C2H6）不容易生成。通过计算，得到了该体系有利于烯烃生成的反应条件，500℃～800℃、1.5MPa、烷氧摩尔比为7。实验为甲烷氧化偶联反应器和催化剂的开发研究提供热力学依据。     

低温甲烷氧化偶联Li- ZnO/La2O3催化剂

采用浸渍法制备了Li- ZnO/La2O3催化剂并考察了其低温催化甲烷氧化偶联反应性能. 反应条件下, 在考察的w(Li)=2%和w(ZnO)=20%的Li- ZnO/La2O3在680 ℃得到了甲烷转化率为27.3%, C2选择性为65.2%, C2收率为17.8%的结果；在700 ℃, C2收率达到21.8%. Raman和XPS表征结果表明, 催化剂低温催化性能与表面的活性吸附氧物种含量相关；La2O2CO3物种可能是提高催化剂的C2选择性的关键.     

Syngas Production Using an Oxygen-Permeating Membrane Reactor with Cofeed of Methane and Carbon Dioxide

MethaneutilizationhasbeendrawingconsiderableattentionrecentlyduetothelargeamountofnatUralgasavailabletobeupgradedandtheworldwidedemandforlow-costtransportationfuelsl'2.Amongthemanyconversionroutes,partialoxidationofmethane(POM)tosyngasprovedanewwayforthepotentialalternativetotoday'sindustrialsteamreformingprocesses.HoweveT,althoughveryactivecatalystsforthePOMtosyngashavebeenreported,large-scaleplantshavenotyetbeenconstructed.AIargeadiabatictemperatUreriseatthefrontoftheco-bedeasilycausesre…     

Conversion of Methane to C2 Hydrocarbons via Cold Plasma Reaction

Direct conversion of methane to C2 hydrocarbons via cold plasma reaction with catalysts has been studied at room temperature and atmospheric pressure. Methane can be converted into C2 hydrocarbons in different selectivity depending on the form of the reactor, power of plasma, flow rate of methane, ratio of N2/CH4 and nature of the catalysts. The selectivity to C2 hydrocarbons can reach as high as 98.64%, and the conversion of methane as high as 60% and the yield of C2 hydrocarbons as high as 50% are obtained. Coking can be minimized under the conditions of: proper selection of the catalysts, appropriate high flow rate of inlet methane and suitable ratio of N2 to CH4. The catalyst surface provides active sites for radical recombination.     

CaO对褐煤在超临界水中制取富氢气体的影响

以褐煤在超临界水中制取富氢气体为目的,利用小型高压间歇反应装置,在Ca/C 摩尔比为0～0.60、温度450℃～680℃、压力23MPa～38MPa和停留1min～30min下,考察了小龙潭褐煤的反应特性。研究表明,CaO不仅可以固定气相中的CO2,提高H2的体积分数,而且可以提高碳转化率和气体产率。600℃、28MPa,Ca/C摩尔比为0.42时,气相产物中的CO2趋于完全固定,H2产率比无添加剂时提高2.5倍,H2体积分数为48％,其余为CH4和烃类气体。升高反应温度使CaO的催化作用更为显著, 碳转化率和气体产率（H2、CH4、烃类气体）随着反应温度的升高而逐渐增加,液相收率减少。增大反应压力可以促使煤转化率和气体产率升高,停留时间对反应的影响相对较小。以900℃热解焦为反应原料进行了气化实验,结果表明,在600℃和650℃反应5min后,碳转化率分别为8.6％和12.5％,CaO对气化反应和甲烷化反应起不同程度的催化作用。     

甲烷在SrO-La2O3/CaO催化剂上的氧化偶联Ⅱ.反应动力学的研究

在２０％Ｌａ２Ｏ３／ＣａＯ（ＬＣ）催化剂中添加ＳｒＯ（添加ＳｒＯ的ＬＣ以ＳＬＣ表示）明显地提高了反应活性和Ｃ２选择性。反应动力学研究表明，ＬＣ和ＳＬＣ催化剂在甲烷氧化偶联反应中，在表观活化能和表观反应级数上存在很大的差异。ＬＣ催化剂在ＣＨ４转化以及Ｃ２和ＣＯｘ形成过程中，表观活化能大于ＳＬＣ催化剂，而ＳＬＣ催化剂的指前因子小于ＬＣ体系，两者存在着补偿形象。ＳＬＣ催化剂的反应速率常数比ｋｃ２／ｋＣＨ