LiMn2O4/TiO2催化剂上甲烷氧化偶联反应性能的研究

摘要

采用固相反应法制备了具有尖晶石结构的LiMn2O4/TiO2系列催化剂,探讨了TiO2、Li/TiO2、Mn/TiO2、LiMn2O4及LiMn2O4/TiO2等不同组成催化剂的甲烷氧化偶联反应性能,采用XRD、XPS、CO2-TPD和H2-TPR等表征方法对该系列催化剂进行了分析.结果表明,具有尖晶石结构的LiMn2O4化合物具有较高的甲烷氧化偶联催化活性,在775℃、0.1 MPa、7 200 mL/(h·g),CH4∶O2(体积比)为2.5的条件下,甲烷转化率可达25.8％,C2选择性可达43.2％.TiO2的存在不仅进一步提高了甲烷转化率和C2选择性,还有效抑制了甲烷完全氧化形成CO2的过程.负载8％ LiMn2O4的LiMn2O4/TiO2催化剂性能达到最优,此时甲烷转化率达到31.6％,C2选择性为52.4％,CO2选择性降低到26.3％.考察了不同焙烧温度对催化剂活性的影响,850℃为LiMn2O4/TiO2催化剂的最佳焙烧温度.