甲烷在钼／含磷五元环沸石催化剂上的无氧芳构化

报道甲烷在无氧条件下，在一种不同于Ｍｏ／ＨＺＳＭ－５催化剂的钼／含磷五元环沸石催化剂上催化转化制高级烃类（苯等）的新反应，实验表明，在钼／含磷五元环沸石催化刘，当Ｍｏ浸渍的重分数为２０％时，甲烷具有最佳反应活性，其转化率为９．２３％，工选择怀为９２．７４５，用ＢＥＴ、ＸＲＤ、ＮＨ３－ＴＰＤ和ＴＰＲｃＭｏ     

甲烷直接芳构化反应的研究Ⅰ.负载Mo基催化剂在无氧条件下催化性能

研究了催化剂制备方法，Ｍｏ含量，预处理条件和反应条件对无氧条件下ＨＺＳＭ－５负载的Ｍｏ基催化剂上甲烷直接芳构化反应的影响，及积炭和烧炭再生对催化剂性能的影响，发现Ｍｏ含量为３．５～４％时催化剂活性最高，生成苯的速率高达１．２×１０＾－３ｍｏｌ．ｇ＾－１．ｓ＾－１，降低空速和提高反应温度均有利于甲烷的直接芳构化，随着反应的进行，乙烯的选择性不断提高，苯的选择性则不断降低，ＸＰＳ结果表明，反应后催化剂     

甲烷在MoO3/HZSM-5分子筛催化剂上的非氧催化转化

研究了反应温度、空速、Ｍｏ担载量和焙温度对ＭｏＯ３／ＨＺＳＭ－５催化剂上甲烷的芳构化反应的影响。ＨＺＳＭ－５分子筛的Ｂｒｏｎｓｔｅｄ酸性、孔道结构和Ｍｏ在分子筛中的分布是影响催化性能的重要因素，ＨＺＳＭ－５上Ｍｏ担载量为２－３％时活性最佳，在１０１３Ｋ反应温度下甲烷转化率可达９％，芳烃选择性大于９０％，空速影响的实验表明乙烯明反应的初始产物，在此基础上提出了“甲烷酸助异裂活化”的新概念、“金属相类     

甲烷在过渡金属离子交换分子筛催化剂上的无氧芳构化

考察了以第四周期过渡金属离子交换改性的ＨＺＳＭ－５为载体的催化剂上甲烷的无氧芳构化性能，并与反应后催化剂上的积炭量进行了关联。过渡金属离子引入ＨＺＳＭ－５的交换位后，起到了助剂作用，抵制了积炭的生成，从而使得催化剂的甲烷芳构化活性和稳定性均得到不同程度的提高，其中以Ｃｕ＾２＋、Ｆｅ＾３＾＋，ＶＯ＾２＋和Ｍｎ＾２＋离子交换改性的ＭｏＯ３／Ｍ－ＨＺＳＭ－５催化剂的活性和稳定性较高。     

负载型钼基催化剂上甲烷,乙烷无氧芳构化反应研究

研究了不同载体钼基催化剂上甲烷，乙烷的无氧芳构化反应。在所采用的载体中，ＨＺＳＭ－５具有最佳性能，对甲烷的芳构化反应，Ｍｏ／ＨＺＳＭ－５催化剂表现出较高的活性和芳烃选择性；而Ｍｏ／Ａｌ２Ｏ３或Ｍｏ／ＳｉＯ２催化剂则相对较差。对于乙烷的反应，钼物种的存在更有利于甲烷或乙烯的生成，芳烃选择性相对较低。钼物种较强的断键能力可能是使甲烷Ｃ－Ｈ键活化的原因。     

MoO3／HBZSM—5催化剂上甲烷的无氧芳构化反应

以含硼杂原子分子筛ＨＢＺＳＭ－５为载体,考察了其担载ＭｏＯ３后催化甲烷无氧芳构化反应的性能,并结合ＸＲＤ,ＩＲ,ＴＧ和ＳＥＭ等手段对催化剂进行了表征。实验结果表明,ＭｏＯ３／ＨＢＺＳＭ－５催化剂具有较高的甲烷芳构化活性,但稳定性较差,随着引入分子筛骨架中硼量的增大,甲烷的极值转化率增高;随着反应温度的升高,ＭｏＯ３／ＨＢＺＳＭ－５催化剂的甲烷芳构化活性升高。从产物分布的变化来看,硼的引入对于催化剂     

不同载体成型的 Mo/ZSM-5 催化剂上甲烷无氧芳构化反应

 以不同氧化物为载体, 通过挤条成型法制备了 Mo/ZSM-5 催化剂, 考察了其催化甲烷无氧芳构化反应性能. 采用吸附吡啶红外光谱、氨程序升温脱附和氢程序升温还原等方法对催化剂进行了表征. 结果表明, ZnO 的添加使催化剂的强酸量减少, 强 B 酸比例降低, Mo 物种还原能力提高, 因而催化剂表现出较高的甲烷芳构化活性和较低的积炭选择性.     

不同环大小分子筛相对基分子筛催化剂上甲烷无氧芳构化反应的影响

钼基分子筛催化剂，由于不同分子筛的孔道大小及孔道形状不同，对甲烷芳构化反应表现出不同的催化性能，具有8元环孔道结构的小孔ERS－7分子筛没有催化活性，说明甲烷的芳构化反应离不开分子筛孔道作用，较小的孔道中不能生成苯等芳烃，具有10元环孔道结构的ZSM－5，ZSM－11和ZRP－1三种分子筛具有较好的催化性能，但由于其孔道大小及孔道形状的差别在催化行为上表现出一定的差异，具有10元环和12元环孔道结构的MCM－22分子筛，尤其对对苯等轻芳烃而言，催化性能最佳，具有12元环孔道结构的JQX－1以及中孔分子筛SBA－15，虽然上有一定的催化性能，但活性较低，研究结果表明，孔道大小，与苯分子动态直径相近或孔道稍大的分子筛是催化甲烷芳构化反应的良好载体，孔道过大或过小都不利于苯和萘等烃的生成。     

Non-oxidative aromatization of C1 to C3 hydrocarbons over Pd-promoted Ga/HZSM-5 catalyst under mild conditions

The Pd-promoted Ga/HZSM-5 catalyst was prepared by impregnation method and its catalytic activity for non-oxidativearomatization of C1 to C3 hydrocarbons was assessed using a microreactor-GC system operated with temperature at 823 K andspace velocity at 410 h1.The catalyst is more catalytically active for methane conversion than Ga/HZSM-5.The massspectroscopy analyses confirmed that13CH4 was converted to aromatic products.     

Framework Effects on Activation and Functionalisation of Methane in Zinc-Exchanged Zeolites

The first selective oxidation of methane to methanol is reported herein for zinc-exchanged MOR (Zn/MOR). Under identical conditions, Zn/FER and Zn/ZSM-5 both form zinc formate and methanol. Selective methane activation to form [Zn-CH₃]⁺ species was confirmed by ¹³C MAS NMR spectroscopy for all three frameworks. The percentage of active zinc sites, measured through quantitative NMR spectroscopy studies, varied with the zeolite framework and was found to be ZSM-5 (5.7 %), MOR (1.2 %) and FER (0.5 %). For Zn/MOR, two signals were observed in the ¹³C MAS NMR spectrum, resulting from two distinct [Zn-CH₃]⁺ species present in the 12 MR and 8 MR side pockets, as supported by additional NMR experiments. The observed products of oxidation of the [Zn-CH₃]⁺ species are shown to depend on the zeolite framework type and the oxidative conditions used. These results lay the foundation for developing structure–function correlations for methane conversion over zinc-exchanged zeolites.     

Revealing Active Sites and Reaction Pathways in Methane Non-Oxidative Coupling over Iron-Containing Zeolites

Non-oxidative coupling of methane is a promising route to obtain ethylene directly from natural gas. We synthesized siliceous [Fe]zeolites with MFI and CHA topologies and found that they display high selectivity (>90 % for MFI and >99 % for CHA) to ethylene and ethane among gas-phase products. Deactivated [Fe]zeolites can be regenerated by burning coke in air. In situ X-ray absorption spectroscopy demonstrates that the isolated Fe³⁺ centers in zeolite framework of fresh catalysts are reduced during the reaction to the active sites, including Fe²⁺ species and Fe (oxy)carbides dispersed in zeolite pores. Photoelectron photoion coincidence spectroscopy results show that methyl radicals are the reaction intermediates formed upon methane activation. Ethane is formed by methyl radical coupling, followed by its dehydrogenation to ethylene. Based on the observation of intermediates including allene, vinylacetylene, 1,3-butadiene, 2-butyne, and cyclopentadiene over [Fe]MFI, a reaction network is proposed leading to polyaromatic species. Such reaction intermediates are not observed over the small-pore [Fe]CHA, where ethylene and ethane are the only gas-phase products.     

甲烷在Ni/TiO_2催化剂表面的活化

考察了Ｎｉ／ＴｉＯ２催化剂甲烷部分氧化和二氧化碳重整制合成气的反应活性,实验表明,以ＴｉＯ２为载体的镍系催化剂对于甲烷部分氧化制合成气反应具有较好的活性,尤其对Ｈ２的选择性较高,对二氧化碳重整制合成气反应具有较好的低温反应活性．采用脉冲－质谱在线分析等技术,在无气相氧条件下向Ｎｉ／ＴｉＯ２催化剂脉冲ＣＨ４,发现甲烷在催化剂表面的活化（转化）及其氧化产物的选择性与金属催化剂表面氧的浓度密切相关．ＣＨ４与Ｎｉ／ＴｉＯ２催化剂作用过程中存在明显的氢溢流和氧溢流现象,可能是这种溢流效应使得Ｎ／ＴｉＯ２催化剂具有良好的反应活性和抗积碳性能．     

甲烷分子在碱性催化剂上的吸附与酸碱活化机理

以碳酸锶为甲烷吸附活化的模型催化剂，用切换变应答、ＣＨ４（ＣＯ２）－ＴＰＤ等技术，对甲烷的吸附、碱性对催化剂性能的影响进行了研究，结果表明，甲烷在碳酸锶上的活化显示出明显的酸碱活化机理特征，瞬变应答及ＴＰＤ结果均证明，甲烷在碳酸锶表面有较强的吸附，其脱附温度约３１０℃，关联结果表明，甲烷转化率及Ｃ２烃收率与催化剂表面ＳｒＯ碱性中心浓度有非常一致的顺变关系，因此催化剂表面的酸碱中心可能是甲烷的选择活     

室温光驱动甲烷活化

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,长期以来是催化、化学及化工领域的热点课题和难点课题之一。为了提高甲烷的转化效率,过去几十年里,研究人员不断开发新的催化剂和新的反应路径。与传统高温热催化方法相比,如果能利用自然界中丰富的太阳能驱动甲烷转化,将同时满足能源和环保两方面的要求,是各种新型非常规策略中比较令人期待的一种。本文从光催化材料的组成、结构及催化路线、催化机制等方面进行总结,对当前室温光活化甲烷分子的研究现状加以论述。     

甲烷在Mo／HZSM—5催化剂上的高温活化

高温下,甲烷在Ｍｏ／ＨＺＳＭ－５分子筛上可直接生成苯［１］．虽然低温下甲烷能被Ｍｏ／ＨＺＳＭ－５催化剂表面的—ＯＨ所活化［２］,但对甲烷在高温下的活化过程知之甚少,然而这却是很重要的．我们采用原位红外光谱技术,研究了甲烷在高温下Ｍｏ／ＨＺＳＭ－５催化...     

甲烷部分氧化制合成气在Ni,Cu及Ni-Cu合金上的DFT研究

基于密度泛函理论(DFT)的DMol3量子力学计算程序模块应用于合金体系,通过与N i(111)和Cu(111)的比较,研究了N iCu(111)上甲烷部分氧化制合成气的活性.计算结果显示,Cu的加入导致H2在N iCu(111)的脱附能垒低于H2在N i(111)上的脱附能垒,CO的吸附热变化不大.此外,还考察了甲烷解离的过程,发现Cu的加入对速控步骤的活化能影响不大.     

Li—Ni—La—O系复合氧化物催化剂上甲烷氧化偶联的研究

考察了Ｌｉ－Ｎｉ－Ｌａ－Ｏ系催化剂的组成、结构及反应条件对甲烷氧化偶联反应活性的影响。在７８０℃、ＣＨ４：Ｏ２：Ｎ２＝２：１：７、空速１５０００ｈ＾－１时，Ｃ２烃收率可达２５．８％。ＸＲＤ、ＩＲ、ＸＰＳ及ＳＥＭ等的结构分析表明，在ＬｉＬａ１－ｘＮｉｘＯ２催化剂中，当０．１≤ｘ≤０．９时，该催化剂由ＬｉＮｉＯ２和Ｌａ２Ｎｉ１－ｙＬｉｙＯ４－λ两相组成，ｘ＜０．３时出现了ＬｉＬａＯ２相，Ｌａ２Ｎｉ１－