甲烷(CH4)的直接转化利用技术
211171490_甲烷催化部分氧化制合成气催化剂的研究进展
化工进展Chemical Industry and Engineering Progress2023 年第 42 卷第 4 期甲烷催化部分氧化制合成气催化剂的研究进展阮鹏1，杨润农1，2，林梓荣1，孙永明2（1 广东佛燃科技有限公司，广东 佛山 528000；2 中国科学院广州能源研究所，广东 广州 510640）摘要：天然气是一种前景广阔的清洁燃料，甲烷作为天然气的主要成分，其高效利用具有重要的现实意义。
在众多甲烷转化途径中，甲烷催化部分氧化（CPOM ）具有能耗低、合成气组分适宜、反应迅速等优势。
本文简要介绍了CPOM 反应机理，即直接氧化机理和燃烧-重整机理；重点综述了过渡金属、贵金属、双金属和钙钛矿这四类CPOM 催化剂的研究现状；分析了反应温度、反应气体碳氧比和反应空速对CPOM 反应特性的影响；阐述了积炭和烧结这两种催化剂失活的主要原因及应对措施。
根据研究结果可知，通过选取合适的催化剂组分、采用优化的制备方法、精确控制催化剂活性组分分布和微观结构等措施，可以保证更多的有效活性位更稳定地暴露在催化剂表面，以此提高催化性能（包括甲烷转化率、合成气选择性、合成气生成率、反应稳定性等）。
最后指出了对CPOM 催化剂微观结构的合理设计与可控制备以及对CPOM 反应机理的深入研究仍将是今后关注的重点。
关键词：甲烷；部分氧化；催化剂；合成气；多相反应中图分类号：TE644 文献标志码：A 文章编号：1000-6613（2023）04-1832-15Advances in catalysts for catalytic partial oxidation of methane to syngasRUAN Peng 1，YANG Runnong 1，2，LIN Zirong 1，SUN Yongming 2(1 Guangdong Foran Technology Company Limited, Foshan 528000, Guangdong, China; 2 Guangzhou Institute of EnergyConversion, Chinese Academy of Science, Guangzhou 510640, Guangdong, China)Abstract: Natural gas is a promising clean fuel. The efficient use of methane, the major component of natural gas, is of great practical importance. Among many methane conversion routes, catalytic partial oxidation of methane (CPOM) has the advantages of low energy consumption, suitable syngas fraction and rapid reaction. This paper briefly introduced the CPOM reaction mechanisms (i.e. direct oxidation mechanism and combustion-reforming mechanism), reviewed the current research on four types of CPOM catalysts (i.e. transition metal, noble metal, bimetal and perovskite catalysts), analysed the effects of reaction temperature, carbon to oxygen molar ratio of reactant gas and reaction space velocity on CPOM reaction characteristics, and explained the two main causes of catalyst deactivation (i.e. carbon deposition and sintering) together with their countermeasures. According to the results of the research, the catalytic performance (including methane conversion, syngas selectivity, syngas yield, reaction stability) could be improved by selecting suitable catalyst components, adopting an optimized preparation method and precisely controlling the distribution of active components and microstructure of the catalyst. These method could ensure that more active sites are consistently exposed to the surface of catalyst. Finally, it综述与专论DOI ：10.16085/j.issn.1000-6613.2022-1109收稿日期：2022-06-13；修改稿日期：2022-08-22。
甲烷转化的基础知识
甲烷转化的基础知识一、甲烷部分氧化（POM）：甲烷部分氧化（POM）制合成气的一个优势是温和的放热反应。
在750~800℃下，甲烷平衡转化率可达90%以上，CO和H2的选择性高达95%，反应接触时间短（下于10-2s），可避免高温非催化部分氧化法伴生的燃烧反应，生成合成气的CO和H2摩尔比接近2，适合于甲醇生产要求。
二、甲烷转化的化学反应：甲烷部分氧化制合成气的总反应式如下：CH4+ 1/2O2=CO+2H2+35.5kJ/mol但实际反应过程非常复杂，而且伴有一些副反应发生，包括氧化反应、重整反应、水煤气变换反应以及积炭和消炭反应等。
①氧化反应CH4 + 2O2=CO2+2H2O +802kJ/molCH4 + 3/2O2=CO+2H2O +519kJ/molCH4 + 1/2O2= CO2+H2+561kJ/molCH4 + 3/2O2= CO2+2H2+319kJ/molH2+ 1/2O2= H2O +241.83kJ/molCH4+ O2=CO+ H2O +H2+278kJ/mol②重整反应CH4+ H2O≒CO+3H2－206kJ/molCH4+ CO2≒2CO+2H2－247kJ/mol③水煤气变换反应CO+ H2O≒CO2+H2+41.2kJ/mol④积炭和消炭反应CH4≒C+H2－74.9 kJ/mol2CO≒CO2+C +172.4 kJ/molC+ H2O≒CO +H2－131.36 kJ/mol三、甲烷部分氧化制合成气反应的平衡常数：甲烷部分氧化制合成气反应的平衡常数可用下面公式表示：k p= (p CO·p H22) / (p CH4·p O21/2)式中k p——甲烷部分氧化制合成气反应的平衡常数p CH4、p CO、p H2、p O2——分别表示甲烷、一氧化碳、氢气、氧气的平衡分压。
对甲烷部分氧化制合成气反应CH4+ 1/2O2=CO+2H2用公式计算结果的平衡。
甲烷的转化和利用
甲烷的转化和利用甲烷是一种丰富的可再生，低碳的天然气，它含有一氧化碳（CO），两氧化碳（CO2），氢（H2）和甲烷（CH4）等组成部分。
由于低辐射性，环境正被积极推广作为家庭和工业燃料的重要供求来源。
一、甲烷的提炼1.1传统提炼：采用除外法将甲烷从其他成分中分离出来。
传统提炼方法分为低温冷凝法和深度分离法。
最常用的是深度分离法，它使用压缩机将甲烷浓度提高到97%以上，达到提炼所需要的高品质要求。
1.2新型提炼：随着新型能源的发展，非传统的提炼方法越来越成为主流，如超臨界液体溶剂技术、微流技术和分子滤技术。
超臨界液体溶剂技术利用超臨界溶剂来改变甲烷的极性，使其与其他分子体系分离，从而实现分离。
微流技术可以利用物理分离原理，将甲烷和非甲烷空间分离，有效实现分离。
二、甲烷的转化及利用2.1甲烷转化：其中活性炭吸附分甲烷转化可以有效地分离甲烷，从而满足用于进一步加工的工业应用。
2.2甲烷利用:（1）热电联产：热电联产可以从甲烷收集的氢，在温度范围内进行合成，制备氢燃料电池；（2）甲烷水裂解：利用热能将甲烷水裂解成氢和一氧化碳，为制备高纯度氢气提供原料；（3）汽轮机利用甲烷：利用汽轮机利用甲烷发电，节约高碳资源，减少环境污染；（4）甲烷发动机：利用发动机可以有效消耗甲烷，替代汽油燃料，用于轮船，汽车等运输工具的运行；（5）甲烷催化裂化：利用催化剂将甲烷转化为低碳的产物，从而缓解室内污染，为绿色能源贡献力量。
综上所述，甲烷是一种可再生的低碳天然气，它具有优良的环境净化效果，可以通过不同的提炼方法进行提炼；可以通过转化、利用等方法将甲烷转化为各种低碳能源，实现可持续发展。
同时，科学研究也正不断提升这种低碳能源的转化和利用效率，推动甲烷发挥更多的作用，为环境保护、资源开发及能源市场的稳定发展贡献力量。
甲烷转化原理
甲烷转化原理
甲烷（CH4）转化是指将甲烷分子转化为其他化合物的化学反应。
甲烷转化的原理可以通过以下几种途径实现：
1. 甲烷部分氧化：将甲烷与氧气反应，生成一氧化碳（CO）和水（H2O）。
这种反应通常需要高温和催化剂的存在。
一氧化碳是一种具有重要工业应用的化学物质。
2. 甲烷完全氧化：将甲烷与足够的氧气反应，生成二氧化碳（CO2）和水。
这是甲烷在自然条件下最常见的反应路径，也是燃烧的过程。
3. 甲烷部分氟化：将甲烷与光气（Cl2）或氟气反应，生成氯化甲烷（CH3Cl）或氟化甲烷（CH3F）。
这种反应常用于有机合成领域。
4. 甲烷裂解：在高温和催化剂的作用下，将甲烷分解成较小的碳氢化合物，如乙烯（C2H4）和丙烷（C3H6）。
这种反应被广泛用于生产石墨烯等碳材料。
5. 甲烷转化为甲醇：通过甲烷催化氧化反应，将甲烷转化为甲醇（CH3OH）。
这种反应是甲烷利用的重要途径之一，甲醇是一种常用的工业原料和能源载体。
以上是甲烷转化的几种原理，具体的反应条件和催化剂选择取决于所需产物和反应的具体目的。
不同的反应路径可以实现对甲烷的有效利用和价值提升。
污泥处理技术二：厌氧消化
污泥处理技术二：厌氧消化1. 原理与作用厌氧消化是利用兼性菌和厌氧菌进行厌氧生化反应，分解污泥中有机物质，实现污泥稳定化非常有效的一种污泥处理工艺。
污泥厌氧消化的作用主要体现在：（1）污泥稳定化。
对有机物进行降解，使污泥稳定化，不会腐臭，避免在运输及最终处置过程中对环境造成不利影响；（2）污泥减量化。
通过厌氧过程对有机物进行降解，减少污泥量，同时可以改善污泥的脱水性能，减少污泥脱水的药剂消耗，降低污泥含水率；（3）消化过程中产生沼气。
它可以回收生物质能源，降低污水处理厂能耗及减少温室气体排放。
厌氧消化处理后的污泥可满足国家《城镇污水处理厂污染物排放标准》GB18918中污泥稳定化相关指标的要求。
2. 应用原则污泥厌氧消化可以实现污泥处理的减量化、稳定化、无害化和资源化，减少温室气体排放。
该工艺可以用于污水厂污泥的就地或集中处理。
它通常处理规模越大，厌氧消化工艺综合效益越明显。
3. 厌氧消化工艺3.1. 厌氧消化的分类1）中温厌氧消化中温厌氧消化温度维持在35℃±2℃，固体停留时间应大于20d，有机物容积负荷一般为2.0~4.0kg/m3⋅d，有机物分解率可达到35％~45％，产气率一般为0.75~1.10Nm3/kgVSS（去除）。
2）高温厌氧消化高温厌氧消化温度控制在55℃±2℃，适合嗜热产甲烷菌生长。
高温厌氧消化有机物分解速度快，可以有效杀灭各种致病菌和寄生虫卵。
一般情况下，有机物分解率可达到35%~45%，停留时间可缩短至10~15d。
缺点是能量消耗较大，运行费用较高，系统操作要求高。
3.2. 传统厌氧消化工艺流程与系统组成传统厌氧消化系统的组成及工艺流程，如图4-1所示。
当污水处理厂内没有足够场地建设污泥厌氧消化系统时，可将脱水污泥集中到其他建设地点，经适当浆液化处理后再进行污泥厌氧消化，其系统的组成及工艺流程图，如图4-2所示。
图1传统污泥厌氧消化工艺流程图图2脱水污泥厌氧消化工艺流程图传统污泥厌氧消化系统主要包括：污泥进出料系统、污泥加热系统、消化池搅拌系统及沼气收集、净化利用系统。
天然气甲烷化学转化反应机理
天然气甲烷化学转化反应机理天然气是一种重要的能源来源，在能源结构中占有重要地位。
天然气中主要成分是甲烷，而甲烷的化学转化反应机理一直是化学家研究的热点。
本文将从甲烷的结构与化学性质、甲烷的化学转化反应机理以及甲烷的应用等方面进行探讨。
一、甲烷的结构与化学性质甲烷（CH4）是简单有机物中最简单的一种化合物，由一个碳原子和四个氢原子组成。
甲烷是一种无色无味的气体，在常温常压下是一种烷烃气体，燃烧时能释放出大量的能量。
甲烷的结构中，碳原子与氢原子的电性差异较大，使碳原子带有一部分正电荷（δ+），氢原子带有一部分负电荷（δ-），因此甲烷具有部分离子型的特点。
甲烷的化学性质具有活泼性、稳定性、难溶性等特点。
甲烷不易于发生反应，需要具有较高的活化能才能使它发生化学反应。
同时，甲烷还具有高热稳定性和高化学稳定性，使得它在自然界中稳定存在于空气和地下深处。
二、甲烷的化学转化反应机理甲烷的化学转化反应机理一直是化学家研究的热点。
主要包括氧化还原反应、加氢反应、脱氢反应、环化反应、亲电加成反应以及基团转移反应等反应。
1. 氧化还原反应甲烷可以通过氧化还原反应与氧气发生反应，生成二氧化碳和水。
这是甲烷的主要氧化反应，也是热能的最主要来源。
CH4 + 2O2 → CO2 + 2H2O在反应时，甲烷被氧气氧化为CO2和H2O，并放出大量的热能。
这个反应是在火焰中发生的，是天然气中燃烧使用的基础。
2. 加氢反应甲烷可以通过加氢反应生成丙烷、异丁烷等烃类。
这个反应需要高温和高压的条件下才能实现。
CH4 + H2 → C2H6在这个反应中，甲烷与氢分子发生作用，甲烷中的碳原子被氢原子取代，生成了丙烷分子。
3. 脱氢反应甲烷能够通过脱氢反应生成乙烯、丙烯等不饱和烃类。
这个反应同样需要高温和高压的条件下才能实现。
CH4 → C2H4 + 2H2在这个反应中，甲烷的一个氢原子被移走，生成乙烯。
在高温下，这个反应还可以继续进行，生成丙烯、丁烯等不饱和烃类。
沼气转化的原理
沼气转化的原理
沼气转化是指将有机废弃物（如农业废弃物、畜禽粪便、食品废弃物等）通过生物发酵产生的沼气经过处理和利用，转化为可再生能源的过程。
沼气主要由甲烷（CH4）和二氧化碳（CO2）组成，还含有少量的氢气（H2）、硫化氢（H2S）、氮气（N2）等。
沼气转化的原理主要分为四个阶段：水解、酸化、甲烷产生和稳定阶段。
第一阶段是水解，有机废弃物经过细菌分解生成有机酸、醇、糖等，这些有机物能够提供能源给后续的阶段。
第二阶段是酸化，通过厌氧细菌的作用，有机酸和醇被进一步分解生成酸性物质如乙酸、丙酸、丁酸等。
在这个过程中，由于缺乏氧气，生物产生的酸性物质无法被氧化成二氧化碳，而是转化为氢气、甲酸、乙酸等物质。
第三阶段是甲烷产生，甲烷是沼气主要的成分，这一阶段通过乙酸消耗产生。
乙酸再通过乙酸菌的作用，转化为甲酸和二氧化碳，甲酸又通过甲酸菌的作用，将乙酸进一步氧化生成甲烷和二氧化碳。
这个过程需要一定的温度、pH值和适宜的微生物环境条件。
最后一个阶段是稳定阶段，稳定阶段的主要作用是降低沼气中的硫化氢和氮气的含量，以减少对环境的污染和对后续利用设备的腐蚀。
在稳定阶段中，硫化氢通
过硫化氢还原菌的作用转化为硫化物或硫。
而氮气则通过放气的方式排出。
总的来说，沼气转化的原理是通过微生物（如厌氧菌、乙酸菌、硫化氢还原菌等）的作用，将有机废弃物分解并转化为甲烷和二氧化碳的过程。
这一过程不仅能够有效地处理有机废弃物，减少环境污染，还能够产生可再生的能源沼气，用于替代传统的化石能源，有助于减少温室气体排放、改善能源利用效率。
同时，沼气转化也能够产生有机肥料，用于农田的土壤改良和植物生长。
ch4燃料电池的方程式
ch4燃料电池的方程式全文共四篇示例，供读者参考第一篇示例：CH4燃料电池是一种利用甲烷作为燃料的电池，通过氧化还原反应产生电能。
它是一种高效、清洁的能源转换技术，具有广泛的应用前景。
在CH4燃料电池中，甲烷气体在阳极进行氧化反应，生成电子和质子，电子流经外部电路产生电能，质子通过固体电解质传导至阴极与氧气发生还原反应。
这一过程涉及多个反应方程式，下面我们将详细介绍CH4燃料电池的方程式。
甲烷在阳极的氧化反应方程式：CH4 + 2H2O → CO2 + 8H+ + 8e-这是甲烷在阳极氧化反应的基本方程式，其中CH4与水在催化剂的作用下发生反应，生成二氧化碳、质子和电子。
这个过程释放出能量，产生电子通过外部电路产生电能，质子则通过固体电解质传导至阴极。
在阴极处，氧气与质子和电子结合发生还原反应：这是氧气在阴极的还原反应方程式，氧气与质子和电子结合生成水。
这个反应释放出的能量也有助于产生电能。
整个CH4燃料电池系统的方程式可以总结为：这是CH4燃料电池的总反应式，包括了甲烷在阳极氧化和氧气在阴极还原的所有反应步骤。
通过这个方程式，我们可以看到，CH4燃料电池是一种高效的能源转换技术，不仅可以利用甲烷等廉价燃料产生电能，还可以减少有害气体的排放，对环境友好。
除了以上方程式外，CH4燃料电池还涉及一些辅助反应，如水和CO2的吸收和排放等。
这些反应都是CH4燃料电池运行的必要条件，也是其高效、稳定运行的关键。
CH4燃料电池的方程式是一个复杂的系统，在阳极和阴极都涉及多个气体和离子的参与。
通过控制各个反应的平衡和速率，可以实现CH4燃料电池的高效运行，为清洁能源的发展做出贡献。
希望未来能够进一步优化CH4燃料电池技术，实现更高效、更环保的能源转换方式。
【2000字以上】第二篇示例：CH4燃料电池是一种使用甲烷作为燃料的电池，它利用甲烷气体的化学能将其转化为电能。
这种电池是燃料电池中最常见的一种，因为甲烷是一种易于获取且相对低成本的燃料，同时也是可再生能源的一种。
甲烷氧化细菌的分子机制及其应用
甲烷氧化细菌的分子机制及其应用甲烷氧化细菌是一类能够利用甲烷（CH4）为能源，同时将其转化为二氧化碳（CO2）的细菌。
这类细菌的分子机制十分复杂，而且在生态和工业领域中具有重要的应用价值。
一、甲烷氧化细菌的分类甲烷氧化细菌可以分为两大类：一类是甲烷氧化菌（methanotroph），这类细菌能够在淡水、海水和土壤等环境中利用甲烷进行细胞合成；另一类是甲烷产生菌（methanogen），这类细菌则能够在缺氧环境中产生甲烷。
目前已经发现了多种甲烷氧化细菌，其中最常见的是多细胞菌门（Proteobacteria）中的甲烷氧化莢膜菌（Methylococcus capsulatus）和单细胞菌门（Monodermata）中的甲烷氧化放线菌（Methylosinus trichosporium）等。
二、甲烷氧化的分子机制在甲烷氧化过程中，甲烷首先要被氧化成甲醛（CH2O），然后再被进一步氧化成脂肪酸、醇类、糖类等物质。
这个过程涉及到多个酶的参与，其中最主要的是甲烷单加氧酶（MMO）和甲醛脱氢酶（MDH）。
MMO是一种催化剂，它能够将甲烷转化成甲醛。
MMO被分为两类，一类是可溶性MMO（sMMO），它主要存在于细胞外膜上；另一类是莢膜MMO （pMMO），它则主要存在于细胞内膜上。
MDH则是将甲醛转化为甲酸（HCOOH）的重要酶类。
在甲烷氧化过程中，脂肪酸、醇类和糖类等物质则被进一步代谢，最终产生二氧化碳和水。
三、甲烷氧化的应用甲烷氧化细菌的应用十分广泛，尤其是在生态和工业领域中。
以下是一些具体应用：1. 环境修复。
甲烷氧化菌可以利用甲烷分解有机物，从而释放出可利用的能量和原料。
因此，它们可以被用来修复受到污染和毒性影响的水体和土壤。
2. 环保产业。
甲烷氧化细菌可以将甲烷转化成二氧化碳，这对减少温室气体的排放具有积极的作用。
因此，它们被广泛应用于石油和天然气等化石燃料的开采和利用过程中。
3. 能源生产。
甲烷氧化菌通过利用甲烷产生能量，因此它们可以被用作生物燃料电池的能源来源。
ch4燃料电池电极反应式熔融碳酸盐
燃料电池是一种能够将化学能转化为电能的高效电池，其电极反应直接影响着电池的性能和稳定性。
而在燃料电池中，ch4燃料电池电极反应式熔融碳酸盐作为一种重要的材料，在电极反应过程中发挥着重要作用。
让我们来了解一下什么是ch4燃料电池电极反应式熔融碳酸盐。
在燃料电池中，使用熔融碳酸盐作为电解质的燃料电池被称为碳酸盐燃料电池（Molten Carbonate Fuel Cell，MCFC）。
ch4燃料电池电极反应式熔融碳酸盐则是指在MCFC中使用甲烷（CH4）作为燃料，并通过电极反应将其转化为二氧化碳（CO2）和水（H2O）的过程。
在ch4燃料电池中，电极反应式熔融碳酸盐的性质和反应机制对燃料电池的性能和稳定性至关重要。
这涉及到电极反应的速率、效率和稳定性等方面。
对熔融碳酸盐的性质和电极反应机制有深入的了解至关重要。
具体来说，熔融碳酸盐具有高离子导电性能和较低的固体电解质阻抗，这使得在高温条件下，燃料电池能够发挥出更高的性能。
而对于ch4电极反应来说，理论上它可以将甲烷直接氧化为CO2和H2O，并释放出电子，从而产生电能。
在ch4燃料电池中，电极反应的速率和效率直接影响着电池的功率密度和能量转化效率。
另外，熔融碳酸盐在反应过程中也会受到一些影响，比如碳偏析、金属沉积以及电极的稳定性等问题。
对于ch4燃料电池电极反应式熔融碳酸盐的研究中，需要综合考虑材料的选择、电极结构的设计以及高温环境下的稳定性等方面的因素。
对于ch4燃料电池电极反应式熔融碳酸盐的研究和理解，需要全面考虑材料性质、反应机制、电极结构以及高温环境下的稳定性等多个方面。
在未来，通过更深入的研究，可以进一步提高燃料电池的效率和稳定性，从而推动燃料电池技术的发展和应用。
对于我个人来说，我认为ch4燃料电池电极反应式熔融碳酸盐作为燃料电池的重要组成部分，其研究和应用将对清洁能源技术产生深远的影响。
随着我对这一主题的深入研究和了解，我对燃料电池技术的前景和潜力有了更加全面、深刻和灵活的理解。
甲烷燃烧化学方式-概述说明以及解释
甲烷燃烧化学方式-概述说明以及解释1.引言1.1 概述概述在现代社会中，能源是人们生产和生活的基础，而甲烷燃烧作为一种常见的燃烧方式，被广泛应用于能源生产、工业生产以及生活中的取暖和烹饪等众多领域。
甲烷是一种无色、无味、低毒的气体，是天然气中的主要成分之一。
它不仅燃烧效果良好，而且相对来说燃烧产生的废气污染较少，因此备受青睐。
甲烷燃烧是一种化学反应过程，其中甲烷与氧气发生反应，产生二氧化碳和水以释放能量。
该反应可以通过控制燃料与氧气的比例来实现不同的燃烧状态，包括完全燃烧和不完全燃烧两种。
在完全燃烧条件下，甲烷与氧气的化学反应可以用简化的化学方程式表示为CH4 + 2O2 →CO2 + 2H2O。
在这个反应中，甲烷的四个碳氢键被断裂，与氧气中的氧原子结合形成二氧化碳和水。
这个反应释放出大量的能量，是常见的火焰燃烧过程。
然而，在不完全燃烧条件下，甲烷的部分碳氢键可能无法充分与氧气反应，从而生成其他的燃烧产物，例如一氧化碳和碳黑等。
这些不完全燃烧产物不仅对环境造成污染，而且具有较高的毒性，对人体健康也带来潜在风险。
因此，对甲烷燃烧的化学方式进行研究和控制具有重要的意义。
通过深入了解甲烷燃烧的基本原理和化学反应路径，可以为优化燃烧过程、降低燃烧产物对环境的影响提供理论指导和技术支持。
同时，对甲烷燃烧的意义和应用进行展望，有助于进一步发掘甲烷作为一种清洁、高效能源的潜力，推动可持续能源的发展。
本文将围绕甲烷燃烧的基本原理和化学反应路径展开探讨，并总结甲烷燃烧的化学方式。
同时，对甲烷燃烧的意义和应用进行展望，探讨其在能源生产、工业应用和环境保护等方面的潜力和挑战。
通过对甲烷燃烧化学方式的深入研究，有望促进能源的可持续发展和环境的可持续保护。
1.2文章结构文章结构部分的内容可以如下所示：1.2 文章结构本文将按照以下顺序阐述甲烷燃烧的化学方式:2.1 甲烷燃烧的基本原理在本部分，将介绍甲烷燃烧的基本原理。
首先，会概述甲烷燃烧的过程和条件。
甲烷转化为乙烯的方程式
甲烷转化为乙烯的方程式引言甲烷（CH4）是一种简单的有机化合物，广泛存在于天然气和生物体内。
乙烯（C2H4）是一种重要的工业原料，用于制造塑料、橡胶和化学品等。
将甲烷转化为乙烯是一个具有重要意义的化学反应，可以提供可再生能源和减少对传统石油资源的依赖。
反应机理甲烷转化为乙烯的反应机理主要包括三个步骤：脱氢、裂解和重组。
脱氢在脱氢步骤中，甲烷分子失去一个氢原子形成亚甲基自由基（CH3）。
这个过程需要高温和催化剂的作用。
常用的催化剂包括镍铁合金、钼酸盐等。
脱氢反应方程式如下： CH4 -> CH3 + H2裂解在裂解步骤中，亚甲基自由基进一步分解生成乙烯分子。
这个过程需要高温和适当的反应条件。
裂解反应方程式如下： CH3 -> CH2 + H重组在重组步骤中，产生的乙烯分子可以通过反应重新排列生成更多的乙烯分子。
这个过程需要适当的催化剂和反应条件。
重组反应方程式如下： 2CH2 -> C2H4反应条件甲烷转化为乙烯的反应需要适当的温度、压力和催化剂。
温度脱氢和裂解步骤需要高温，通常在800-1000°C之间。
而重组步骤需要较低的温度，通常在400-600°C之间。
适当的温度可以提高反应速率和产物选择性。
压力甲烷转化为乙烯的反应可以在大气压下进行，不需要额外增加压力。
但在一些工业生产中，增加适量的压力可以提高反应速率和产物收率。
催化剂催化剂在甲烷转化为乙烯的反应中起着关键作用。
常用的催化剂包括镍铁合金、钼酸盐等。
这些催化剂能够降低活化能，促进反应进行。
应用与展望甲烷转化为乙烯的反应具有重要的应用价值和经济意义。
乙烯是一种重要的工业原料，广泛应用于塑料、橡胶、化学品等领域。
通过将甲烷转化为乙烯，可以提供可再生能源，并减少对传统石油资源的依赖。
然而，甲烷转化为乙烯的反应仍然面临一些挑战。
首先，反应条件需要高温和催化剂的作用，这增加了生产成本和能源消耗。
其次，反应过程中产生的副产物也需要处理和利用。
(化学)初三化学化学科普阅读题技巧 阅读训练策略及练习题(含答案)
（化学）初三化学化学科普阅读题技巧阅读训练策略及练习题(含答案)一、中考化学科普阅读题1．阅读下列短文：氢氧化钾(化学式KOH)的性质与氢氧化钠的性质相似。
A．纯净的氢氧化钾是白色固体；B．它极易溶解于水；C．氢氧化钾固体露置于空气中易吸水而潮解；D．氢氧化钾固体能吸收空气中的二氧化碳；(E)氢氧化钾和硫酸铜溶液混合可以制得氢氧化铜。
根据上面短文的内容，运用你学过的有关知识填空：(1)从上面的短文中得知，氢氧化钾的物理性质为(填序号) 。
(2)写出上面短文中涉及到的与氢氧化钾的化学性质有关的反应的化学方程式。
__________________________________ ,__________________________________。
(3)根据氢氧化钾的性质，你认为氢氧化钾固体的保存方法应是。
【答案】（1）A、B、C（2）2KOH+CO2=K2CO3+H2O；2KOH+CuSO4=Cu(OH)2↓+K2SO4（3）密封保存【解析】（1）氢氧化钾的颜色、状态、水溶性、吸水性等方面的性质属于物理性质．故填：ABC．（2）氢氧化钾和二氧化碳反应能生成碳酸钾和水，化学方程式为：2KOH+CO2═K2CO3+H2O；氢氧化钾和硫酸铜反应能生成氢氧化铜和硫酸钾，化学方程式为：2KOH+CuSO4═Cu （OH）2↓+K2SO4．（3）因为氢氧化钾容易吸收二氧化碳和水，所以应该密封保存．故填：密封保存．2．“嫦娥一号”的成功发射，使全国人民欢欣鼓舞．请同学们阅读下列航天技术中的化学短文并回答有关问题．材料一：2007年10月24日19时10分，“嫦娥一号”卫星发射成功．下图是中国月球探测工程标志图案．它以中国书法，抽象地勾勒出一轮圆月，一双脚印踏在其上，象征着月球探测的终极梦想．整体图形由一弧两点巧妙形成古文“月”字，同时代表“绕”、“落”、“回”三步走战略，此作品中国的意味十足，简洁而明朗，体现了传统和现代的完美结合．材料二：人类要在月球活居住，首先离不开淡水和氧气，而月球上既没有水又没有空气．科学家发现月球的沙土中含有丰富的含氧钛铁矿，成分为TiO2、Fe2O3的混合物，将这些矿石利用CO来还原提炼单质钛和铁，若用氢气还原，可以得到淡水．将这些矿石通电，还可以从中分离出氧气．请你从化学视角来见证这一伟大时刻：(1)据了解，发射前8h开始加注火箭第三级使用的燃料液氢和液氧．其中液氧的主要作用是________，液氢的主要作用是________，液氢的使用大大减轻了发射的质量，其原因主要是________．写出液氢燃烧方程式________．(2)从铁生锈条件来分析，月球上铁制品________（填“易”或“不易”）生锈，原因是：________．(3)现利用CO来还原TiO2、Fe2O3的混合物提炼单质钛和铁，装置如图所示，试回答：①写出A中CO还原TiO2的化学方程式________．②就实验操作顺序的问题两位同学出现了分歧．小月认为先通一段时间CO排空，然后再点燃C和A中的酒精灯．小亮认为这样做不好，他的理由是________．小亮认为先点燃C和A中的酒精灯，然后再通CO，小月又提出反对，她的理由是________．老师认为他们的反对意见都有一定道理．请你帮助这两位同学解决他们的困难，你的办法是________________．(4)小勇同学进一步探究钛铁矿中Fe2O3的质量分数，取10g钛铁矿样品进行实验，待完全反应后，用磁铁吸引铁粉，并称得铁粉的质量为5.6g，试求算钛铁矿中Fe2O3的质量分数为多少________？【答案】助燃作燃料密度小2H2+O22H2O不易月球上既没有水又没有空气2CO+TiO2Ti+2CO2CO有毒，对空气有污染CO与容器内空气混合，点燃后可能会发生爆炸先通一段时间CO，同时点燃C处的酒精灯，排尽玻璃管内空气，然后再点燃A 处的酒精灯（或先用气球收集尾气，然后再点燃酒精灯）80%【解析】【分析】【详解】（1）氧气具有助燃性，火箭中的液氧起助燃作用，液氢是燃料；氢气的密度小，质量轻，氢的使用大大减轻了发射的质量；液氢与氧气在点燃的条件下反应生成水，反应方程式为2H2+O22H2O。
甲烷的直接转化利用技术
随着石 油 资 源 的 日趋 紧 张 ， 然 气 资 源 的转 化 天
利用越 来 越 受 到 人 们 关 注 。 目前 较 为 成 熟 的 技 术
物 。例 如陈 立宇 ， 伯伦 等 … 采 用 Ｖ ０ 为 催 化剂 ， 杨 ：
在 发烟 Ｈ：Ｏ Ｓ 中进 行 了 甲烷 液 相 选 择 性 氧 化 的研
路 线 是 将 甲烷 转 化 为 合 成 气 ， 合 成 甲醇 或 合 成 再 氨 ， 而开 发相关 的下 游 产 品 。但 由于 间 接利 用 甲 进 烷 的技 术 路 线 存 在 投 资 费 用 高 、 艺 流 程 复 杂 ， 工 生 产成本 较 高等原 因 ， 目前 在 工 业 上还 并 未 得 到 大 规 模 化应 用 。从原 理上 看 ， 甲烷 直 接转 化 利 用 是 最 直 接有效 的途 径 。但 由于 甲烷 的化 学 惰 性 ， 目前 的研 究 表 明很难 在 较 高 的 甲烷 转 化 率 下 获 得 理 想 的 产 物选择 性 ， 因此 ， 甲烷 直 接转 化 法 在 工 业 上 应 用 的 较少 ， 大都还 处于 实 验 室研 究 阶段 。一 旦 催 化 技术
维普资讯
化 学 工 程 师 Ｃ ｅ ｉａ Ｅ ｇｎｅ ｈ ｔｃｌ ｎｉｅｒ ｈ
２０ ０ ７年 ８月
文 章 编 号 ：０ ２—１２ ２ ０ ） ８— ０ ３—０ １０ １４《０ ７ ０ ０ ３ ３
甲烷 的 直 接 转 化 利 用技 术
祝 阳
《 门职 业 技 术 学 院 化 工 学 院 ， 北 荆 门 ４ ８ ０ ） 荆 湖 ４ ０ ０
醇 的实 验研 究 。 甲烷首 先 转 化 生成 醋酸 甲酯 ， 酸 醋
１ 甲烷直接制备 甲醇
经合 成气 制 备 甲 醇 已 经 是 目前 工 业 生 产 甲醇
甲烷转化炉的结构原理
甲烷转化炉的结构原理
甲烷转化炉是一种用于将甲烷（CH4）转化为其他化合物的设备。
它的结构原理如下：
1. 炉体结构：甲烷转化炉通常由一个圆柱形的炉体组成，内部有一系列固定的催化剂床和反应器。
炉体通常由高温合金材料制成，以承受高温和压力。
2. 催化剂床：炉体中的催化剂床是实现甲烷转化的关键部分。
催化剂床通常由活性金属催化剂（如镍、铂等）支持在载体上构成，催化剂的选择取决于所需的反应产物。
3. 反应器：甲烷转化炉中的反应器被设计成高效地将甲烷与催化剂接触并进行反应。
反应器通常是一系列固定床或流化床反应器，以提供较大的接触界面和较长的停留时间。
4. 进料系统：甲烷及其他原料通常通过进料系统输送到炉体中。
进料系统通常包括流量控制装置、预加热器以及可调节的混合比例控制器，以确保适宜的反应条件。
5. 加热系统：甲烷转化需要高温条件，因此加热系统通常用于提供和维持合适的反应温度。
加热系统可以采用不同的加热方式，包括电加热、燃烧加热或反应床外部加热等。
6. 反应产物收集系统：炉体中的反应产物会被收集和分离。
收集系统通常包括冷凝器、分离器和储罐，以便更好地收集和分离所需的产物。
总的来说，甲烷转化炉的结构原理是通过在催化剂床中将甲烷与催化剂接触，利用催化剂的作用，将甲烷分子转化为其他化合物，然后通过进料、加热和产物收集系统实现反应过程的控制和收集。
化学科普阅读题单元测试(含解析)经典
化学科普阅读题单元测试(含解析)经典一、中考化学科普阅读题1．阅读下列科普短文。
即使艳阳高照、天气晴好，有时人们也会出现眼睛刺痛、咳嗽等不良症状。
专家认为，这很可能与臭氧(O3)有关。
臭氧原本是大气中自然产生的一种具有特殊臭味的微量气体，在常温常压下即可缓慢反应生成氧气，当温度达到165℃时迅速反应。
绝大部分臭氧存在于离地面25公里左右处的大气平流层中，这就是人们通常所说的臭氧层。
臭氧量往往随纬度、季节和天气等因素的变化而不同。
研究人员发现，天空中的臭氧层能吸收99％以上的太阳紫外线，为地球上的生物提供了天然的保护屏障。
为何它又成了危害健康的污染物?地表臭氧并非自然产生的，而是由石油产品(如汽油)等矿物燃料燃烧产生的氮氧化物(如二氧化氮)与空气中的氧气结合而形成的。
强烈的阳光照射会加速这一化学反应。
地表空气中的臭氧对人体极为有害，一些易于过敏的人长时间暴露在臭氧含量超过每立方米180微克的环境中，会产生上述不良症状。
研究表明，空气中每立方米臭氧含量增加100微克，人的呼吸功能就会减弱3％。
对于运动员来说，空气中的臭氧含量可以直接影响到他们的耐力和比赛成绩。
自2013年中国执行新《环境空气质量标准》，监测6种污染物以来，臭氧便成为一些城市夏季空气质量“超标日”的首要污染物。
下图为某地夏季某日昼时(7：00-18：00)臭氧、二氧化氮(NO2)浓度随时间的变化图。
依据文章内容回答下列问题。
(1)写出臭氧的一条物理性质________。
(2)写出臭氧迅速生成氧气反应的文字表达式________。
(3)如上图，某地夏季某日昼时，臭氧污染最严重的时间段是_____(填序号)。
A．8：00～10：00 B．10：00～12：00 C．12：00～14：00 D．14：00～16：00 (4)下列说法正确的是_____(填序号)。
A．臭氧层具有吸收紫外线的作用 B．地表空气中臭氧的含量与天气阴晴无关C．臭氧和氧气可以在不同的条件下相互转化D．空气中臭氧浓度不同会对人体造成不同程度的影响(5)为了减少臭氧污染，请你向市民提出一条生活中可行的倡议________。
甲烷燃料用途
甲烷燃料用途甲烷燃料是一种常见的天然气，主要成分为甲烷(CH4)。
该气体在工业生产和生活中有多种用途，下面将对其适用领域进行详细介绍。
首先，甲烷燃料广泛应用于能源领域。
作为一种燃料，甲烷燃烧产生的热能可以被用来产生蒸汽、发电和供暖。
在工业生产中，甲烷燃料是一种非常重要的燃料源，被用于提供能源驱动各类设备和机械，比如锅炉、热处理炉、发电机组等。
同时，甲烷燃料也广泛应用于住宅和商业建筑的供暖、烹饪等方面。
其次，甲烷燃料也被用作交通工具的动力源。
甲烷燃料在汽车和火车等交通工具的领域有着广泛的应用。
目前，很多国家将甲烷燃料作为替代传统燃油的重要选择，以减少对传统能源的依赖、减少环境污染。
在交通领域，甲烷燃料可以直接应用于发动机燃烧，也可以转化为其他形式的燃料，比如压缩天然气(Compressed Natural Gas, CNG)和液化天然气(Liquid Natural Gas, LNG)，用于汽车、乘客车辆和货车等多种交通工具的燃烧。
此外，甲烷燃料还被广泛用于工业生产过程中的合成气体制备。
合成气体是一种重要的工业原料，以一氧化碳(CO)和氢气(H2)为主要成分，可用于化学工业中的合成反应和化学制品的生产。
甲烷燃料通过催化裂解和气化等工艺可以转化为合成气体，提供化学反应所需的原料。
此外，甲烷燃料也可用于城市垃圾处理。
垃圾处理厂常常将有机废物进行厌氧发酵，产生甲烷气体。
这种甲烷气体可以进一步利用，供电、供热和供暖等用途，实现能源的再生利用，减少环境污染。
最后，甲烷燃料还有重要的应用于环境保护领域。
由于甲烷是一种重要的温室气体，对气候变化有着重要的影响，因此将甲烷利用起来，能够减少其释放到大气中的数量，减缓全球气候变化。
同时，甲烷燃料也可以在城市和农村地区取代传统能源，减少固体废弃物的焚烧和沼气排放，保护环境和改善空气质量。
综上所述，甲烷燃料具有广泛的用途，主要应用于能源生产和供应、交通工具动力、工业生产过程中的合成气体制备、垃圾处理、环境保护等领域。
第七部分 甲烷转化
气综合利用途径。
在间接法中，首要的问题是研究和开发天然气制合成气的廉价 新工艺。一般天然气经合成气再合成液体燃料和化学品，其中制合 成气过程的投资和生产费用约占全过程的60％～70%。因此改进造 气过程对提高后续加工过程的经济效益意义重大。
3、甲烷转化制合成气的主要方法
C-H: 416 kJ/mol
石油化工过程相竞争，短期内很难实现工业化。所以，近年来， 天然气经由合成气的间接转化利用再次成为世界各国研究的重点。
目前，以合成气为原料的许多化工合成过程已实现大规模生
产，并具有重大的工业意义。 由 Mobil公司和 Shell公司开发成功的由天然气经合成气制取 汽油和柴油的MTG和和1994年在马来西亚建立了工业生产装置。 最近，Amoco和Haldor Topsoe己合作开发了二甲醚作为柴油机 燃料的新技术，二甲醚被誉为是二十一世纪的新燃料。
甲烷转化制合成气的主要方法有：
1.蒸汽重整法 2.联合重整法
3.非催化部分氧化法
4.自热重整法 5.催化部分氧化法
蒸汽重整法，在工业生产上已应用几十年，技术上己趋于成熟。
该反应是一强吸热反应，该法的特点为生产的合成气中H2 的含量高， 是工业上合成氨原料气---氢的主要来源。缺点是产生的合成气因H2／
第七部分
甲烷部分氧化制合成气 甲烷氧化偶联
甲烷催化芳构化
1、研究意义
半个多世纪以来，由于石油资源的长期大量开采，储量已日
趋匮乏。据专家估计，到2020年，石油在世界能源结构中的比例
将从目前的41％下降为20％，而天然气将从目前的22％增长到45 ％左右（见表1-1），成为21世纪初最主要的能源。为了适应未来
化剂，给出的活性顺序为：Ni／A12O3 ＞Ni/MgO＞Ni/CaO。在常压、 700℃、CH4 ／O2 ＝2:5*105h-1 空速条件下，这三种催化剂上都可得
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甲烷(CH4)的直接转化利用技术
摘要:目前较为成熟的技术路线是将甲烷转化为合成气,再合成甲醇或合成氨,进而开发相关的下游产品。
但由于间接利用甲烷的技术路线存在投资费用高、工艺流程复杂,生产成本较高等原因,目前在工业上还并未得到大规模化应用。
从原理上看,甲烷直接转化利用是最直接有效的途径。
研究表明,由于甲烷的化学惰性,目前的很难在较高的甲烷转化率下获得理想的产物选择性。
因此,甲烷直接转化法在工业上应用的较少,大都还处于实验室研究阶段。
一旦催化技术有所突破,天然气必将成为最理想的石油替代品。
关键词:甲烷直接转化利用技术
一、甲烷直接制备甲醇
(1)甲烷直接部分氧化制备甲醇。
甲烷直接部分氧化制备甲醇的关键技术还是催化剂,常见的催化剂目前主要是过渡金属的氧化物。
例如陈立宇,杨伯伦等采用V2O5为催化剂,在发烟H2SO4中进行了甲烷液相选择性氧化的研究。
V2O5催化甲烷液相部分氧化反应遵循亲电取代机理,反应为一级反应,甲烷在部分氧化反应中首先转化为硫酸甲酯,后者进一步水解得到甲醇。
甲烷转化率可达54.5%,选择性45.5%。
王利娟等研究了CoM004负载Mo-V-Cr-Bi氧化物催化剂上甲烷部分氧化反应,发现反应存在一转折温度,当反应温度低于此温度时,CO是主要产物,氧化产物中甲醇的选择性低于20%,而当反应温度高于此温度时,CO的选择性大大降低,而CO2的选择性大大升高,主要产物变为CO2,甲醇的选择性降为0。
在甲烷首先转化生成醋酸甲酯,醋酸甲酯水解生成甲醇。
在压力0.1MPa、温度267-280℃下,甲烷转化率为26.61%,目的产物选择性97.26%。
(2)甲烷和水合成甲醇。
甲烷和水直接合成甲醇和H2,具有天然气资源和清洁氢能源综合开发利用的应用价值。
桑丽霞,钟顺和在固定床环隙反应器中,150℃下,MoO3-TiO2/SiO2为催化剂光催化气相甲烷和水合成了目的产物甲醇和H2,甲醇选择性达87.3%。
二、甲烷制备低碳烯烃
(1)甲烷部分氧化制备烯烃。
1982年美国的Union Carbide化学公司首次公开发表了甲烷催化偶联制乙烯的研究成果,该工艺是迄今为止天然气制乙烯最简捷的工艺,反应一步完成。
最近LG化学公司正在进行利用天然气的主要成分甲烷生产乙烯的技术开发。
这是目前世界上利用甲烷生产乙烯的首例技术尝试。
甲烷氧化偶联制乙烯的技术关键在于催化剂,目前催化剂品种多达2000种以上。
其中,碱金属-碱土金属、稀土金属、过渡金属氧化物和具有特定结构的复合金属氧化物等几大体系的催化剂,以及电催化、等离子催化、激光表面催化和以钙钛矿催化膜为核心的催化技术均具有较好的甲烷氧化偶联生成C2烃的反应活性。
苑慧敏,张永军等综述了甲烷氧化偶联制乙烯催化剂的研究进展情况。
侯思聪等采用浸渍法制备了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。
在680℃,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%。
王凡,郑丹星通过平衡常数法研究了500-1000℃、0.1-3.0MPa,以及进料组成中甲烷与氧的摩尔比(即n0,CH4/n0,O2)为1-10下的甲烷转化率及其他各组分收率和选择性的变化情况,在对甲烷氧化偶联制烯烃体系的热力学平衡进行分析后发现,在甲烷氧化偶联制烯烃体系中,H2、CO的生成相对容易,C2产物(C2H6、C2H4)不容易生成。
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。
由于甲烷氧化偶联制乙烯反应本身受动力学控制,C2烃单程收率低,产物分离困难。
目前同时能使甲烷转化率、C2选择性之和达到或接近100%的催化剂为数不多,催化剂筛选成为其实现工业化的重要阻碍。
(2)等离子体催化甲烷合成烯烃。
除了传统的催化剂活化甲烷合成乙烯外,电催化、等离子催化、激光表面催化也被用于甲烷氧化偶联的催化研究中。
陈韩飞等综述了等离子体活化及等离子体与催化剂协同活化甲烷转化的国内外研究进展。
同时对其反应机理进行了讨论,分析了当前利用等离子体活化甲烷所存在的问题,并提出了今后的研究方向。
(3)氯甲烷路线。
1988年,TaylorC.E.等人提出了甲烷经氯甲烷合成汽油产品的循环利用途径。
氯甲烷转化为低碳烯烃作为天然气利用的一个全新途径,已经引起了甲烷转化研究领域的关注。
甲烷首先在催化剂的作用下发生氧氯化反应得到氯甲烷,氯甲烷干燥后在催化剂上转化为汽油产品,而过程中产生的HCl可以通过循环继续参与第一步的反应形成循环过程。
使用分子筛催化剂可以将氯甲烷转化为烃类产品,但产物大多数以芳烃和烷烃为主,使用镁和磷镁修饰的催化剂可以提高产物中烯烃的选择性。
张大治等经过研究认为镁的修饰对催化剂酸性的影响导致了产物中低碳烯烃的增加。
(4)天然气部分氧化制乙炔。
天然气部分氧化制乙炔主要采用气相氧化法,主要有德国的BASF工艺、比利时的SBA工艺和意大利的Motecatini工艺。
其中,以BASF工艺为主,约占80%。
BASF工艺原料中的O2,与CH4的摩尔比为0.6,在反应炉进行复杂的气相反应,主要反应通过部分甲烷进行部分氧化提供热量,剩余甲烷被加热到1500℃后裂解缩合为乙炔。
三、甲烷制备芳烃
(1)甲烷部分氧化制备芳烃。
上个世纪80年代,Shepelev等对甲烷催化氧化制芳烃技术进行了研究,结果表明,在氧化条件下,甲烷合成芳烃的反应很难控制,甲烷的转化率很低,芳烃选择性和收率也很低,在经济上不具备开发前景。
舒玉瑛等发现,不同方法制备的Mo/H-ZSM-5催化剂上甲烷的芳构化反应,对甲烷制备芳烃反应有较大的影响。
(2)甲烷无氧脱氢制备芳烃。
从热力学角度来讲,甲烷直接转化为芳烃要比直接转化为乙烷和乙烯更为有利。
而且,在无氧条件下也不生成CO和CO2。
自1993年大连化学物理研究所首先报道了在无氧和连续流动的反应条件下,甲烷在Mo/HZSM-5催化剂上直接转化为芳烃以来,甲烷无氧芳构化已经成为甲烷直接催化转化研究中的一个重要分支,是目前甲烷直接转化的主要研究内容。
魏飞等
综述了利用甲烷直接脱氢制备芳烃的催化剂方面的研究情况,此外,郑海涛等人还研究了甲烷和丙烷混合气体在不同催化剂上的无氧芳构化,结果显示,丙烷的存在促使甲烷活化并参与芳构化反应。
四、利用甲烷制备碳纳米管
赵社涛等在对制备碳纳米管的几种方法和催化裂解法制备碳纳米管几种工艺进行了对比后认为,目前采用天然气为原料、镍系催化剂,碳纳米管的生产成本可降至15万元·t-1。
而且制得的碳纳米管管径很均匀,且纯度很高,看不到杂质。
周玉红等在甲烷部分氧化制备合成气的过程中发现,副产的碳经检测是碳纳米管。
进一步实验发现,在甲烷部分氧化制合成气过程中所生成的纳米碳管不是甲烷裂解所得,而是由CO歧化生成,反应装置中的控温热电偶可能起催化剂的作用。
H2在CO歧化制备纳米碳管的过程中起着很重要的作用。
梁奇等采用CH4/O2氧化-还原气氛,利用Ni-Ce催化剂合成出大量纯度较高的碳纳米管。
五、结束语
随着石油资源的日趋紧张,天然气资源的转化利用越来越受到人们关注。
在我国,天然气目前主要仍然被作为能源使用,除了合成氨(包括甲醇)工业外,其化工利用率较低。
从资源的角度考虑,适当发展天然气的化工利用,用天然气生产化工产品,以弥补石油资源的不足,应该是今后天然气化工的主要发展方向。