透氧膜反应器内NiO/MgO催化甲烷重整反应的途径

在透氧膜反应器内对比分析了不加催化剂和添加 1 g 9% Ni/γ -Al2O3 催化剂的甲烷重整反应实验. 结果表明, 不加催化剂时甲烷相对较惰性; 而在催化剂的作用下, 甲烷重整活性得到了较大提高, 但是催化剂易积碳. 推测甲烷重整反应路径如下: 甲烷在催化剂活性组分上发生裂解, 产生氢和碳; 生成的氢与膜表面的氧反应生成 H₂O,从而使得膜表面侧氧分压下降, 透氧量增大. 通过设计不同 Ni 含量 NiO/MgO 催化剂下的甲烷裂解和甲烷重整反应实验, 验证了以上的反应机理模型.     

固体氧化物电解质膜反应器中甲烷氧化偶合反应动力学

研究了固体氧化物电解质膜反应器 ( Ag| YSZ| Ag)中甲烷氧化偶合动力学和外加电流对反应结果的影响 ,提出了该反应系统中甲烷偶合反应网络。用幂指数拟合实验数据 ,得出甲烷总消耗速率、生成 C2 烃和深度氧化速率的动力学方程式 ,并估算了动力学参数。用固体电解质电势分析法监测了反应过程中 Ag催化剂电极表面氧活度 ,结果表明 ,反应室中气相氧与 Ag催化剂电极上的氧并未形成热力学平衡 ,氧的吸附速率小于或接近催化剂电极上氧消耗速率。本实验条件下 ,外加电流 (电压 )并未显著影响甲烷的氧化偶合反应     

温度对高甲烷含量下直流热阴极PCVD法制备纳米金刚石膜的影响

采用直流热阴极等离子体化学气相沉积(PCVD)技术,在CH4,H2流量分别为6sccm和200sccm,反应室气压为6×103 Pa时,通过改变基底温度,制备金刚石膜.采用拉曼光谱仪、扫描电镜和X射线衍射分析仪对样品进行表征.结果表明:利用直流热阴极PCVD方法,在较高的甲烷含量、较低的反应室气压及较低的基底温度下,可以制备出质量较好的纳米金刚石膜,随着基底温度的降低,晶粒尺寸减小,非金刚石相增多,膜的质量下降.     

化学气相沉积金刚石膜的光学性质

多晶金刚石膜的光学性质与工艺参数密切相关．采用一较为完备的金刚石透过率模型，研究了一系列金刚石膜在中远红外区的光学性质．并得出了不同衬底预处理方法和反应室中甲烷分压对CVD膜的平均透过率、表面粗糙度、非金刚石相含量、各种成分的吸收系数等光学性质的影响，计算结果与实测结果一致．     

新型ZrO_2膜管的研制及其对甲烷部分氧化的催化性能研究

利用ＳＯＬ－ＧＥＬ技术成功地制备了ＺｒＯ_２－ＣａＯ膜管，这种膜管由于能控制氧的扩散速度，并能活化它，因而容易和甲烷反应，表现了高的选择性生成甲醇、甲醛。实验发现最佳的制膜条件为：焙烧温度是７００～９００℃，膜厚４５～６０ｇＺｒ／ｃｍ￣２，ＣａＯ的最佳值为Ｘ＝０．０８～０．１５。实验也考察了最佳的反应条件，常压下反应温度为３５０℃，ＧＨＳＶ＝８０００～１００００ｈ￣（－１）。在这样的条件下获得了９５％的甲醇、甲醛选择性，大约１％转化率。     

实验用无机膜反应器管件的制备方法：粘接,釉料涂层法

从研制实验用无机陶瓷膜反应器的实际出发，开发了无机膜管与非孔陶瓷管粘接、釉料涂层制备膜管件的新方法．不仅可以彻底解决反应气体偏流和难以将催化剂准确担载在反应区膜管部分等问题，还增加了膜管件的强度，降低了制造成本．筛选了２００、１００、５０、及２０ｎｍ四种孔径的氧化铝、氧化锆膜，两种粘合剂和四种釉料．找出了适宜的工艺条件．从而制备了热稳定性好、机械强度高、化学反应惰性的无机膜反应器管件．将该反应器用于甲烷氧化偶联反应，在高温下累计操作４０ｈ以上，成功地测定了其动力学数据     

金刚石膜制备工艺对其应力-应变特性的影响

研究了在直流热阴极辉光放电等离子体化学气相沉积制备金刚石厚膜的工艺过程中, 放电电流和甲烷浓度对金刚石膜应力-应变特性的影响规律.      

焦炉煤气在透氧膜反应器中的重整机理

通过实验设计和透氧量测定研究焦炉煤气(coke-oven-gas,COG)或天然气中的甲烷在透氧膜反应器中的部分氧化重整途径,提出反应器内的"重整-透氧"机理模型.在由混合导体和催化床构成的透氧膜反应器中,催化床主要实现甲烷裂解和催化重整的功能,在膜表面处的催化金属微粒完成了还原性气体的"吸附—溢流—氧化"过程,进而强化混合导体内部的氧离子传导.     

基于非开挖检测管的半渗透膜研究

针对燃气管道泄漏事故频繁发生的现象,研究一种用于烃类气体泄漏检测的具有半渗透功能的非开挖检测管。检测管是由内层支撑架和外层的半渗透膜组成。半渗透膜对烃类气体分子具有高的渗透性,能够阻止水蒸气及其他非烃类气体分子通过。实验测试表明,半渗透膜不能透水,检测管的半渗透膜内外层压差增大,烃类气体渗透量增多,膜越厚气体渗透量越少。利用安装半渗透膜检测管的检测实验装置对甲烷气体测试表明,半渗透膜的检测管对甲烷气体渗透性好,检测管检测效果优良。本套实验装置的实验研究为基于非开挖检测管的检测系统的后期市场化推广奠定基础。     

膜反应器及其在生物催化过程中的应用与前景

概述膜反应技术特点,膜反应器特征与分类;重点介绍催化功能高分子生物膜及在生物化学领域的应用,对膜反应器开发现状与前景作了简要回顾与介绍。