【甲烷直接氧化制甲醇甲醛的膜催化剂ZrO2-CaO研究】罗儒显.pdf

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摘要 本文对甲烷直接氧化制甲醇、甲醛的新型催化剂体系-一膜催化进行 了一系列的研究。考察了渗氧膜Zr02-Ca0的催化功能、制备方法及影响 因素和反应工艺条件.Zr02-Ca0膜能选择性地透过氧,这是由于Zr02中漆加Ca0后产生晶格 缺陷,晶格氧能在膜内扩散。将Zr02-Ca0涂镀在具有一定孔径的A120s阔 瓷管上,制成膜反应器进行甲烷部分氧化反应,在膜反应器外通甲烷气 体,膜反应器内通氧气,让氧气渗透过膜层与管外的甲烷反应。空白实验 和固定床对比实验表明Zr02-a0膜能渗透氧气并使它变成活性氧种,而 且这种膜可以控制氧的扩散速率,使CH气流中保持很低的气相氧浓度,甚至没有气相氧的目录 一.前言 二.文献综述 1.甲烷直接氧化制甲醇、甲醛的催化剂研究进展 2.膜催化研究发展概况 三.实验部分(一)膜催化剂制备(二)催化剂活性的评价(三)分析方法(四)膜催化剂的物性测试与表征 1.膜催化剂相对渗氧率的测定 2.膜催化剂表征方法与设备(五)数据处理 四.实验结果与讨论(一)膜催化剂的催化作用 1.空白实验 2.面定床与膜反应器的催化性能的比较(二)崔化剂(Zr02-Ca0)制备因素的评价 1.制膜方法对催化膜性能的影响 2.陶瓷管孔径对催化膜性能的影响 3.制膜培烧温度对催化膜性能的影响 4.膜厚对催化膜性能的影响 5.G(KJ/mol) CH4+1/202 CH3OH -200 -200+1/202 HCHO+H20 -350+1/202 CO+2H20 -600 -592+1202 C02+2H20 -1000 2 8 0 图1甲烷连续氧化反应的值变化图(298K)甲烷是正四面体结构,C-H键中的碳原子以Sp3杂化轨道成键,C-H键 的离解能为435KJ/mo1,因而甲烷是十分稳定的。要使它转化成甲醇,甲 醛,首先婴打开C-H键,使它活化。因此如何活化甲烷及如何控制深度氧 化便构成甲烷部分氧化这一领域的催化剂研究主流。