甲烷催化燃烧

摘要： 以催化甲烷燃烧为目标反应,采用溶胶凝胶法制备钙钛矿型氧化物LaFe0.6 Ni0.4 O3,其结构经XRD、SEM、BET、H2-TPR和TG-DSC表征.研究了不同倍数柠檬酸(R=1.5、1.75、2、2.25、2.5)对钙钛矿晶体结构和催化活性的影响.结果表明:柠檬酸浓度对催化剂的结构及催化活性均有一定程度影响.当柠檬酸浓度加入倍数R为1.5时,金属与氧之间的化学键更易断裂,可使更多的活性氧参与反应.R=1.5对应的催化剂催化活性最好,起燃温度为378°C时,甲烷转化率为10％;最终温度为547°C时,甲烷转化率为90％.

摘要： 采用共沉淀法制备双钙钛矿Ca2 FeCo1-x Nix O6系列催化剂.采用XRD、BET和H2-TPR等对样品进行表征,通过催化甲烷燃烧对其进行催化性能测试.结果表明,不同Ni2+掺杂量均可以形成完整的钙钛矿晶型,随着Ni2+掺杂比例升高,催化剂的比表面积逐渐增大;不同Ni2+掺杂量制备的催化剂结构和活性不一样,样品Ca2 FeNiO6催化甲烷燃烧活性最好,起燃温度T10％为430°C,T90％为640°C.

摘要： 天然气(主要成分是CH4)是21世纪的主要能源之一,CH4未完全燃烧产生的CO会造成严重的环境污染,加剧大气温室效应.钙钛矿型氧化物(ABO3)作为甲烷燃烧的催化剂,具有很好的催化性能和良好的热稳定性.本文以聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)为模板,以硝酸镧、硝酸锰、P123(聚环氧乙烷-聚环氧丙烷-聚环氧乙烷三嵌段共聚物)、甲醇与聚乙二醇的混合液作为前驱液,掺杂不同比例稀土元素铒(Er),制备三维有序大孔(3DOM)单相菱形晶系中空骨架的钙钛矿型氧化物La1-xErxMnO3(x=0.01、0.03、0.05)材料.采用SEM等分析方法对La1-xErxMnO3催化剂进行了表征,研究了该材料催化甲烷燃烧的活性.

摘要： 以柠檬酸为络合剂,通过溶胶-凝胶法制备La2-xSrxFeNiO6(x=0、0.5、1、1.5、2)系列催化剂,考察A位离子Sr掺杂对La2FeNiO6催化甲烷燃烧性能的影响.通过X射线衍射、程序升温还原、比表面积测定和热重分析等技术进行物理性能表征.结果表明,Sr的掺杂可以改变双钙钛矿晶体结构,提高了晶格氧的数量,改善催化活性.当x=1时,LaSrFeNiO6催化甲烷燃烧活性最好,其比表面积为7.9m2·g-1,T10％(起燃温度)为370°C,T90％(完全转化温度)为535°C;同时,反应活化能最小,为78.8kJ·mol-1.

摘要： 采用共沉淀法制备单钙钛矿型催化剂LaFe1-xNixO3(x=0,0.2,0.4,0.6,0.8,1.0)系列催化剂,其结构和性能经XRD、BET、H2-TPR和TG-DSC.以催化甲烷燃烧为目标反应,考察不同Ni2+掺杂量对催化活性的影响.结果表明:不同掺杂量的Ni2+对该系列催化剂性能影响较大,催化活性均呈现先变大后变小的趋势,其中LaFe0.6 Ni0.4 O3催化剂的比表面积为13.4 m2·g-1,催化活性最好,起燃温度T10％为402°C,完全转化温度T90％为542°C.

摘要： 以水热法合成的碳微球为模板,制备LaCoxFe1-xO3(x =0.1,0.2,0.3,0.6,0.9)催化剂.采用XRD、BET、H2-TPR和SEM等手段对其进行物理性能研究,并对其进行催化甲烷燃烧性能研究.结果表明,以碳微球为模板掺杂不同比例Co2,经过400°C和700°C两次焙烧,可形成完整的钙钛矿晶型.随着Co2掺杂量增加,催化剂的比表面积逐渐增加;Co2掺杂量不同,所制备催化剂的结构和活性也不同,其中,LaCo02Fe08O3催化甲烷燃烧活性最好,起燃温度T10％为448°C,完全转化温度L0％为640°C.

摘要： The influence of transition metal Ni modification on behaviors of Pd/Al2O3 catalysts for methane combustion was investigated.The effects of nickel loadings and the circulation condition decomposition of methane were studied.The catalysts were characterized by SEM,N2 adsorption/desorption isotherms and H2-TPR.The results showed that Ni modification affected catalytic activity of Pd/Al2O3 for methane catalytic combustion at the temperature (375-475) °C.The catalytic activity increased after times of circulation,which was attributed to that nickel formed NiAl2O4 spinel with the carrier,promoted formation of smaller particles of active component and improved its dispersion.%考察过渡金属Ni对Pd/Al2O3催化剂甲烷催化燃烧活性的影响以及过渡金属负载量及循环条件对甲烷降解性能的影响,采用扫描电镜、N2吸附-脱附以及H2程序升温还原技术对催化剂进行表征.结果表明,过渡金属Ni的添加对催化剂在(375~475) °C下的甲烷催化燃烧活性产生影响.催化剂经多次重复使用后,催化燃烧活性提高.分析原因为经过渡金属Ni改性后,可与载体形成NiAl2O4尖晶石,促进活性组分形成较小晶粒,并改善活性组分分散度,提高催化剂催化活性.

摘要： 随着微电子机械系统(MEMS)、微型发电机等微型能量装置的不断发展，化学电池驱动已经不能满足其能量密度高、体积小、重量轻、能量持续性高的要求。与之相比，碳氢化合物的能量密度为化学电池的数十倍，因此利用碳氢化合物的微尺度燃烧系统具有巨大的发展潜力。采用数值方法研究了常压下微圆管内甲烷催化燃烧影响关键参数及高效燃烧临界长度参数.结果表明:由于散热损失的存在,维持微圆直管燃烧器高效燃烧存在一个特征尺寸,并且随着散热损失的增加,特征尺寸减小,燃料在特征尺寸附近的释热率增加,尺寸敏感度增加;入口速度和燃料当量比的增加,特征尺寸增加;微圆管直径增加,特征尺寸减小,而且通过对各影响因素的分析,得到了特征尺寸的拟合表达式.

摘要： 微燃烧器是微动力机电系统(Power MEMS)的核心装置。采用数值方法对凹、直、凸三种微通道燃烧室内甲烷/空气催化燃烧进行了对比研究,结果表明:增加当量比,三种燃烧室内甲烷的转化率都先增加后降低,但凸腔燃烧室内甲烷燃烧效率最高,且在当量比为1时达到最大值85.3％,凹腔燃烧室不利于微尺度下低速的甲烷催化燃烧.增加进气速度,甲烷转化率都降低.在凸腔燃烧室内,燃料流经腔体时局部受阻,扰动加剧,造成流经壁面的平均压力增大,强化了甲烷与催化剂的接触,有助于甲烷催化燃烧.凸腔燃烧室内形成的回流区最大,回流区卷吸高温气体,有助于提高燃烧室内温度.凸腔使燃烧室内换热加强且温度分布更均匀,其吹熄极限最大为16.5 m/s.

摘要： 用溶胶-凝胶法,以柠檬酸为络合剂制备了La2BAlO6(B=Ni、Mn)和LaAlO3稀土钙钛矿催化材料,并采用X射线粉末衍射（XRD）、程序升温还原（TPR）、比表面（BET）和扫描电镜（SEM）等手段对其进行了表征,以甲烷催化燃烧反应作为探针考察了其催化活性。结果表明，在空气气氛中1100°C焙烧3 h后,上述两种体系均形成了La2NiAlO6和La2MnAlO6双钙钛矿结构。其中，La2NiAlO6对甲烷燃烧表现出较好的催化活性,T10和T90分别为433.1 °C和649.7°C，与单钙钛矿型催化剂LaAlO3相比，其起燃温度T10降低了139.2°C，完全转化温度T90降低了108.9°C。

摘要： 微通道内甲烷的催化燃烧过程中,CH2(s)是进行氧化的主要物质之一.为了从分子原子尺度上探索微通道内甲烷催化燃烧反应机理,本文基于密度泛函理论,进行了CH2(s)在Pt催化剂表面氧化机理的量子化学研究.研究得到氧化过程中过渡态结构及其频率和IRC特性.CH2(s)在Pt催化剂表面氧化过程中,CH2(s)首先氧化成HCHO,HCHO继续氧化成CHO,HCHO氧化成CHO是该反应过程中的速控步;CHO进一步氧化成CO,反应容易进行;CO最终氧化成CO2,存在两条反应路径,(即①CO(s)+O(s)→CO2+Pt;②CO(s)+OH(s)→CO2+H(s)),发生反应以路径②为主.

摘要： 采用Fluent数值模拟了常规平板燃烧器和平板回热结构燃烧器内甲烷/空气预混燃烧效率的影响因素及不同当量比对传热效果的影响.结果表明,平板燃烧器内靠催化壁面处温度较高,而具有回热结构的燃烧器内高温区集聚在反应区入口处;当进气温度较高时,回热结构燃烧器速度稳燃极限高于2.5 m/s,较平板燃烧器的速度吹熄极限1.5m/s增大67％以上.催化壁面附近Rh(s)覆盖度对化学反应起到重要作用,催化壁面径向距离小于0.1 mm,Rh(s)覆盖度对化学反应的影响较大,而大于0.1 mm时,其作用可以忽略.

摘要： 目前在世界范围内，基于环境污染的日益严重性与环境保护的迫切性，通过采用更为清洁的能源、化工原料来代替传统的煤炭和石油成为了化工研究者的不懈追求。以甲烷天然气作为新资源越来越受到人们的关注。目前，用于甲烷催化燃烧的钙钛矿类催化剂因为成本低、活性好、稳定性高等优点被广泛的研究。微波烧结凭着节能省时无污染、烧结温度低、物料受热均匀等突出的优势，渐渐的被应用到材料合成领域。本文选用微波法代替传统的溶胶-凝胶法制备系列La-Mn-O催化剂，并测定其催化甲烷燃烧性能。

摘要： 在钯催化剂中加入铂能够有效增加钯催化剂的稳定性和改善其活性,目前对于在不同氧化学势情况下的甲烷在Pd-Pt催化剂上的燃烧反应特性的研究还比较缺乏.本文通过实验和数值方法研究氧化学势增加对催化剂活性影响.研究表明:含Pd金属催化剂存在一定的氧化相,高温可使得氧化相的氧原子析出到气相而成为金属相,其相变温度随着氧分压的增加而增加,随着Pt含量的增加而降低.在低氧化势情况下,Pt更容易偏析于颗粒表面而形成金属表面,在高氧化学势的情况下,Pd更容易偏析于颗粒表面而形成氧化物表面.且随着氧化学势的增加,催化剂表面的物理化学状态经历了纯净的金属表面,部分氧覆盖,氧完全覆盖,表面被氧化的动态变化过程.甲烷的转化率呈现出先增加后降低再增加的趋势.

摘要： 在钯催化剂中加入铂能够有效增加钯催化剂的稳定性和改善其活性,目前对于在不同氧化学势情况下的甲烷在Pd-Pt催化剂上的燃烧反应特性的研究还比较缺乏.本文通过实验和数值方法研究氧化学势增加对催化剂活性影响.研究表明:含Pd金属催化剂存在一定的氧化相,高温可使得氧化相的氧原子析出到气相而成为金属相,其相变温度随着氧分压的增加而增加,随着Pt含量的增加而降低.在低氧化势情况下,Pt更容易偏析于颗粒表面而形成金属表面,在高氧化学势的情况下,Pd更容易偏析于颗粒表面而形成氧化物表面.且随着氧化学势的增加,催化剂表面的物理化学状态经历了纯净的金属表面,部分氧覆盖,氧完全覆盖,表面被氧化的动态变化过程.甲烷的转化率呈现出先增加后降低再增加的趋势.

摘要： 在钯催化剂中加入铂能够有效增加钯催化剂的稳定性和改善其活性,目前对于在不同氧化学势情况下的甲烷在Pd-Pt催化剂上的燃烧反应特性的研究还比较缺乏.本文通过实验和数值方法研究氧化学势增加对催化剂活性影响.研究表明:含Pd金属催化剂存在一定的氧化相,高温可使得氧化相的氧原子析出到气相而成为金属相,其相变温度随着氧分压的增加而增加,随着Pt含量的增加而降低.在低氧化势情况下,Pt更容易偏析于颗粒表面而形成金属表面,在高氧化学势的情况下,Pd更容易偏析于颗粒表面而形成氧化物表面.且随着氧化学势的增加,催化剂表面的物理化学状态经历了纯净的金属表面,部分氧覆盖,氧完全覆盖,表面被氧化的动态变化过程.甲烷的转化率呈现出先增加后降低再增加的趋势.

摘要： 在钯催化剂中加入铂能够有效增加钯催化剂的稳定性和改善其活性,目前对于在不同氧化学势情况下的甲烷在Pd-Pt催化剂上的燃烧反应特性的研究还比较缺乏.本文通过实验和数值方法研究氧化学势增加对催化剂活性影响.研究表明:含Pd金属催化剂存在一定的氧化相,高温可使得氧化相的氧原子析出到气相而成为金属相,其相变温度随着氧分压的增加而增加,随着Pt含量的增加而降低.在低氧化势情况下,Pt更容易偏析于颗粒表面而形成金属表面,在高氧化学势的情况下,Pd更容易偏析于颗粒表面而形成氧化物表面.且随着氧化学势的增加,催化剂表面的物理化学状态经历了纯净的金属表面,部分氧覆盖,氧完全覆盖,表面被氧化的动态变化过程.甲烷的转化率呈现出先增加后降低再增加的趋势.

摘要： 本发明公开了一种含尘含硫低浓度甲烷的高效催化燃烧装置，包括燃烧筒和烟气循环预热单元，燃烧筒的外壁上设置保温层，燃烧筒内由下向上依次设置除尘板、预热腔、脱硫吸附层和催化燃烧层，燃烧筒的下方设置进气腔，燃烧筒的上方设置反向气体吹扫单元，进气腔的侧壁上设置低浓度甲烷进气管和吹扫气体排出管，燃烧筒与预热腔对应的侧壁上设置预热腔进气管和预热腔排气管；烟气循环预热单元包括烟气排气管、电磁阀Ⅳ和换热器。本发明还公开了一种高效催化燃烧方法。该燃烧装置和方法采用正向催化燃烧、反向吹扫还原的立式布局，操作简单；正向催化燃烧经除尘，预热，脱硫等工序可保持低浓度甲烷高效催化燃烧。

摘要： 本发明涉及一种MOFs衍生的用于非甲烷总烃催化燃烧的Co‑基催化剂及其制备方法和应用，该催化剂包括二氧化硅和氧化铝的混合物组成的载体以及表面活性组分Co3O4，所述的载体中，二氧化硅和氧化铝质量比为5：5‑7：3；所述的活性组分Co3O4为Zif‑67衍生的Co3O4，以Co3O4质量计，为载体质量的10%。本发明催化剂采用水热法制备，使制备得到的催化剂中Co3O4颗粒尺寸较小，且分布均匀。本发明催化剂用于非甲烷总烃检测设备中检测非甲烷总烃。在292‑325 oC较低的温度区间内下，可以实现甲烷转化率低于5%，丙烷完全催化氧化转化率达95%。

摘要： 本发明涉及在氧化锡载体上负载铂和铱而成的、用于燃烧含有硫氧化物的燃烧废气中的甲烷的甲烷燃烧催化剂。在利用X射线光电子能谱(XPS)分析测定该甲烷燃烧催化剂时，基于从铂4f光谱获得的金属铂(Pt)、铂氧化物(PtO和PtO2)的存在比率并通过下式算出的铂氧化物相对于金属铂的比例RTO为8.00以上。在下式中，RPt为金属铂(Pt)的存在比率，RPto为PtO的存在比率，RPto2为PtO2的存在比率。RTo＝(RPto+RPto2)/RPt

摘要： 本发明公开了一种含尘含硫低浓度甲烷的高效催化燃烧装置，包括燃烧筒和烟气循环预热单元，燃烧筒的外壁上设置保温层，燃烧筒内由下向上依次设置除尘板、预热腔、脱硫吸附层和催化燃烧层，燃烧筒的下方设置进气腔，燃烧筒的上方设置反向气体吹扫单元，进气腔的侧壁上设置低浓度甲烷进气管和吹扫气体排出管，燃烧筒与预热腔对应的侧壁上设置预热腔进气管和预热腔排气管；烟气循环预热单元包括烟气排气管、电磁阀Ⅳ和换热器。本发明还公开了一种高效催化燃烧方法。该燃烧装置和方法采用正向催化燃烧、反向吹扫还原的立式布局，操作简单；正向催化燃烧经除尘，预热，脱硫等工序可保持低浓度甲烷高效催化燃烧。

摘要： 一种用于催化燃烧二氯甲烷和甲苯混合物催化剂及其制备方法，属于纳米材料制备领域。称取CeO2纳米片于容器中，加入RuCl3溶液和磷酸三甲酯(TMP)，室温下干浸渍至少4h，然后烘干，将烘干后的固体放在研钵中研磨，研磨至粉末状，置于管式炉中在空气气氛中进行焙烧，在升温速率为2°C/min的条件下升温至450°C并在450°C保温2h，获得P‑Ru/CeO2催化剂。本发明制备简单，抗氯中毒性能强，无副产物，对环境友好，催化剂寿命长，特别适用于二氯甲烷和甲苯混合物催化消除。

摘要： 本发明公开了一种用于低浓度甲烷催化燃烧的铱负载型催化剂及其制备方法，属于有机气体污染物催化燃烧领域。催化剂由贵金属Ir，其氧化物和二氧化钛载体组成。以催化剂的重量为100%计，贵金属铱的重量百分比为0.1~10.0%。该催化剂通过在二氧化钛载体上浸渍贵金属铱的前驱体溶液，经干燥后得到负载贵金属成分的催化剂，在空气气氛中焙烧或者在氢气气氛中焙烧处理，得到用于低浓度甲烷燃烧催化剂。同其它用于甲烷催化燃烧催化剂相比，本发明所述催化剂具有制备方法简单、低温活性高和稳定性好的特点，便于推广应用。

摘要： 一种用于甲烷催化燃烧的催化剂及其制备方法，本发明将混合硝酸盐水溶液和沉淀剂水溶液分别溶于备好的微乳液油相中；随后将溶有硝酸盐和溶有沉淀剂的两份微乳液进行滴加混合，并经机械搅拌充分反应后进行静置陈化；陈化后加入破乳剂，进行搅拌破乳；待破乳完全后移除清液，抽滤并洗涤多次；将滤饼烘干并焙烧得到所需载体；将载体放入旋蒸仪中，加入配好的活性组分浸渍液，低温旋蒸；最后把产物放入马弗炉中，程序升温焙烧得甲烷催化燃烧的催化剂。本发明主要通过控制催化剂粒径的方法大幅度提高非贵金属催化剂的活性。

摘要： 本发明提供了一种用于甲烷催化燃烧的催化剂及其制备方法。所述催化剂包括载体和负载于载体上的钯纳米颗粒和氧化铈，其中所述钯纳米颗粒的部分表面键合有氧化铈。这种结构既能够利用CeO2储放氧的性能来维持高温下Pd的氧化态，同时能够有效抑制高温下Pd纳米颗粒的烧结，提高了催化剂的活性和高温热稳定性，延长了催化剂的使用寿命。

摘要： 本发明涉及甲烷催化燃烧技术领域，公开了一种甲烷催化燃烧铜钴尖晶石催化剂及其制备方法，采用共沉淀法合成铜钴类水滑石前驱体，然后于空气气氛中300–500°C焙烧，即得所述铜钴尖晶石催化剂。本发明的铜钴类水滑石前驱体晶相单一，铜离子和钴离子均匀分散在类水滑石层板中；经焙烧分解后，铜离子进入钴尖晶石晶格形成铜钴尖晶石型复合氧化物，平均晶粒尺寸13–23nm，BET比表面积25–70m2/g，铜离子呈高度分散状态，且与钴离子之间存在协同作用，有效降低了甲烷催化燃烧的转化温度，表现出良好的催化活性、稳定性和抗水汽性能。

摘要： 本发明属于催化剂技术领域，公开了一种钙钛矿型蜂窝整体式甲烷催化燃烧催化剂、制备方法，按照质量份数由60‑70份惰性蜂窝载体、20‑30份钙钛矿溶胶以及10‑15份的涂覆液；钙钛矿溶胶由硝酸镧、硝酸铂、硝酸铈、醋酸锰、混合溶剂、钛酸丁酯、柠檬酸、三乙基铝、聚乙烯醇、钛酸丁酯、柠檬酸、三乙基铝、聚乙烯醇制备得到；涂覆液由氧化镍、氧化钛、聚乙烯吡咯烷酮、乙酰丙酮钯制备得到。本发明选用惰性蜂窝载体作为催化剂载体，不仅能够提高相关活性成分在惰性蜂窝载体上的负载量；另一方面还可防止活性组分的团聚和烧结，延长催化剂的使用寿命；同时，制备得到的催化剂稳定性好，催化活性高，抗烧结性能强，且制备成本低。