甲烷催化部分氧化制合成气反应机理

甲烷催化部分氧化制合成气在负载型金属催化剂上的反应机理目前仍然存在争议。一种观点认为 ,甲烷先与氧气燃烧生成水和二氧化碳 ,在燃烧过程中氧气完全消耗 ,剩余的甲烷再与水和二氧化碳进行重整反应生成氢气和一氧化碳 ,即燃烧重整机理 ;另一种观点认为 ,甲烷直接在催化剂上分解生成氢气和表面碳物种 ,表面碳再与表面氧反应生成一氧化碳 ,即直接氧化机理。对复合氧化物催化剂上的反应机理 ,一致认为甲烷与氧气在催化剂表面上先形成氧化物 ,氧化物再分解生成氢气和一氧化碳。对有关甲烷催化部分氧化制合成气反应机理的不同观点进行了介绍 ,并结合作者在Ni/Al2 O3 催化剂方面的研究结果 ,对负载型镍催化剂上的反应机理进行了讨论     

甲烷催化部分氧化制合成气反应机理

甲烷催化部分氧化制合成气在负载型金属催化上的反应机理目前仍然存在争议。一种观点认为,甲烷先与氧气燃烧生成水和二氧化碳,在燃烧过程中氧气完全消耗,剩余的甲 烷再与水和二氧化碳进行重整反应生成氢气和一氧化碳,即燃烧－重整机理;另一种观点认为,甲烷直接在催化剂上分解生成氢气和表面碳物种、表面碳再与表面氧反应生成一氧化碳,即直接氧化机理。对复合氧化物催化剂上的反应机理,一致认为甲烷与氧气在催化剂表面上先形成氧化物,氧化物再分解生成氢气和一氧化碳。对有关甲烷催化部分氧化制合成气反应机理的不同观点进行了介绍,并结合作者在Ni/Al2O3催化剂方面的研究结果,对负载型镍催化剂上的反应机理进行了讨论。     

平板微反应器内甲烷－湿空气催化重整的数值分析研究

建立了二维稳态多组分传输反应的模型,对平板微反应器中Rh催化剂涂层上甲烷-干、湿空气催化重整制合成气进行了数值计算,并分析了采用湿空气时反应通道长度和高度对重整性能的影响.结果表明:进口速度低于2 m/s时,采用湿空气可提高甲烷转化率和产氢率,反应器出口的温度降低以及减少积碳的发生;采用湿空气时,反应通道长度增大,甲烷的转化率提高,出口氢气含量增大,出口温度相应地降低;反应通道高度增大,甲烷的转化率降低,出口氢气的含量减少,出口温度升高.     

基于共生理论的甲烷共气化过程分析

运用共生理论，对甲烷、二氧化碳和氧气共气化制备合成气的耦合过程进行了分析，以便给定实际生产过程的最优操作条件．从甲烷部分氧化、二氧化碳重整和水蒸气重整等典型反应的热力学以及本征反应动力学分析入手，将一氧化碳和氢气视为该耦合过程的主质参量，得到了上述共生体系的特征共生度表达式．以进料中二氧化碳相对含量为调整变量，目的产品合成气中氢碳的量之比为考察指标，通过质参量兼容原理及共生稳定条件下的共生度关系，建立了氢碳的量之比与进料量之间的关联式．分析结果表明：改变进料二氧化碳的相对含量，可以在一定范围内调整系统的能耗和合成气中氢碳的量之比；同时，可求得一最优的二氧化碳进料量，使得该体系满足共生稳定，能量损耗最小，从而实现综合考虑经济效益和能耗等因素的共生系统优化。     

大气压DBD甲烷二氧化碳转化方法研究

在不使用催化剂,吸收剂的环境友好条件下,利用大气压介质阻挡强电离放电加速电子及激励气体分子方法,将CH4和CO2气体激发、电离和离解成CH3,CH2,CH,H,CO,O,OH等活性粒子,并在非平衡等离子体反应器内重新组合,生成合成气、气态烃及含氧有机物醇、酸等有价值产物,甲烷的转化率高达60%以上,二氧化碳或氮气的加入使甲烷的转化率有明显提高,甲烷与二氧化碳反应气的最佳体积比为3/1.当甲烷体积分数为75%时,可得到H2/CO摩尔比为3的高质量的合成气,收集到的液体产物主要有醇、酸和水等.     

甲烷液相催化氧化反应机理探究

目前,甲烷的化学利用比较成熟的还是间接转化法,即先从甲烷制合成气,再由合成气制备化学品的多步途径。由于甲烷的直接转化可以一步获取有机化工产品,因此其直接转化利用更有吸引力,已开展的研究包括甲烷氧化偶联、甲烷部分氧化制甲醇以及甲烷无氧芳构化。然而,由于甲烷是自然界中结构最稳定的有机分子,它的活化要比其他烃类困难,特别是希望得到的转化产物的化学活性往往比甲烷分子高得多。因此如何实现甲烷的定向高效转化已成为全球科学家致力解决的难题。     

空速对平板微反应器内甲烷水蒸气重整的影响

采用计算流体力学软件FLUENT中的通用有限速率模型,应用表面反应动力学机理,对平板微反应器中Ni/r-Al2O3催化剂涂层上甲烷蒸气重整制合成气进行了二维的数值分析计算,分析了催化空速(CSV)和体积空速(GSV)对甲烷蒸气重整性能的影响.在计算过程中,忽略了甲烷的空间反应的影响,只考虑催化表面上的反应.计算结果表明,较小的催化空速和体积空速能够获得较高的甲烷转化率和氢气产量;除催化空速和体积空速外,反应通道高度对重整性能也是一个重要的影响因素.     

农业生物质在超临界水中气化制氢的实验研究

以农业生物质(包括玉米秸秆、玉米芯、麦秸、稻草、稻壳、花生壳、高粱秆)为原料，羧甲基纤维素钠为添加剂，利用连续管流反应器，在反应器壁温为650℃、压力为25MPa的条件下进行了生物质气化制氢实验研究．讨论了运行时间、生物质类型、颗粒大小、反应器壁面状况等因素对气化结果的影响．实验结果表明：农业生物质在超临界水中气化生成以氢气、二氧化碳、一氧化碳、甲烷以及少量的乙烷和乙烯为主要成分的气体；气化周期内大约经过100min气体产物组成以及产量趋于稳定；在相同的实验条件下不同生物质气化得到了相似的气体组分，气体产物中一氧化碳体积分数大约为1％，甲烷体积分数超过10％，氢气的体积分数最高可以达41．28％；小颗粒的生物质气化能生成更多的氢气；反应器壁面对生物质气化有明显的催化作用．     

预处理对造纸污泥和餐厨垃圾混合发酵的影响

为揭示联产氢气和甲烷复合工艺中预处理对物料液化水解率及系统产气性能的影响,利用不同浓度的酸(H2SO4)、碱(NaOH)预处理造纸污泥和餐厨垃圾混合物,在中温-高温条件下将预处理后的物料进行混合发酵联产氢气和甲烷,研究了不同浓度的酸/碱预处理后,造纸污泥和餐厨垃圾混合发酵联产氢气和甲烷性能.结果表明:酸/碱预处理对物料产生了明显的水解作用,物料中的大分子物质被降解为小分子颗粒;预处理对混合发酵产氢阶段具有明显的促进作用,其中以添加10%NaOH(以物料总固体计)的碱预处理效果最佳,其氢气产率较未经预处理的对照(CK)提高了50.20%,挥发性固体(VS)去除率达到了16.06%;预处理在产氢后的产甲烷阶段对甲烷产率没有明显的促进作用,各反应器的甲烷产率与CK相近或低于CK,VS总去除率也以CK为最高.     

合成气完全甲烷化催化剂的放大制备及其性能表征

研究合成气完全甲烷化催化剂的千克级放大制备,并通过对不同放大量级催化剂的表征,探究催化剂放大制备的本质.催化剂在从克级到10kg级的逐步放大制备过程中,能保持良好的反应性能.利用比表面积、X射线衍射(XRD)、X射线荧光光谱(XRF)、程序升温氢气还原(H2-TPR)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、X射线光电子能谱(XPS)以及碳元素分析表征的方法,对放大制备的催化剂进行了详细的表征.结果表明:在所给定的放大制备条件下,不同放大级别制备的催化剂具有相似的织构组织、物相结构、元素组成、可还原性、催化行为以及抗积碳性能,成功实现了甲烷化催化剂的千克级放大制备.     

同型产乙酸菌研究进展及其环境生物技术应用

同型产乙酸菌(homoacetogen)是一类既能利用多种有机底物异养生长,又能利用CO2/H2或者CO自养生存的厌氧微生物类群.其对各类生态环境适应能力强,可以通过厌氧乙酰辅酶A途径将不同底物转化为乙酸、乙醇等有机物.随着化石能源的枯竭与对同型产乙酸作用理解的加深,同型产乙酸菌逐步应用于有机物或者合成气厌氧发酵、环烃类有机污染物降解等环境生物技术中,成为近年来的研究热点.选择了一些研究较为广泛的同型产乙酸菌类型,介绍了相关生理生态特性,以及近年来针对同型产乙酸菌的环境应用研究进展.     

化学实验室有机废液的管理与处理

总结了化学实验室有机废液的管理办法,具体说明了有机废液的焚烧处理措施,列举了几种常见实验室有机溶剂的回收方法,汇总了实验室有机废液的内部处理方法,对实验室有机废液的管理和处理有现实的参考价值。     

有机电化学研究热点概述

近年来,有机电化学研究一直备受研究者关注,其研究成果被广泛应用于医药中间体、农药、染料、新型功能材料、新能源等众多领域中.从有机电化学在分析与合成两个方面,对目前有机电化学的研究现状和热点进行了概述.     

2017年有机功能材料研发热点回眸

 从高效柔性有机半导体器件、高效有机太阳能电池、高效有机白光二极管、有机光伏器件的磁效应、有机自旋光伏器件设计等5个方面，盘点了2017年有机功能材料领域的重要研究进展；从有机电子学、有机光电子学和有机自旋电子学等多个角度，回顾了有机功能材料新奇的物理现象及原理；预测了该领域未来的发展方向。     

有机铁磁体的研究进展及应用前景

阐述了有机铁磁体的研究动态。根据铁磁理论制造有机铁磁体的主要途径有有机金属复合物铁磁体与纯有机铁磁体,本文对这两种有机铁磁体特别是对纯有机铁磁体在目前所取得的研究成果做了较为详细的介绍与讨论,根据有机铁磁体的特性对有机铁磁体的应用前景进行了展望。     

有机铁磁体的研究动态

着重介绍了有机铁磁体的研究动态，根据铁磁理论制造有机铁磁体的主要途径及有机金属复合物铁磁体与纯有机铁磁体，并对这２种有机铁磁体分子模型及其在目前所取得的研究成果做了较为详细的介绍与讨论。     

鄂尔多斯盆地马家沟组碳酸盐岩有机质特征及烃源岩研究

鄂尔多斯盆地下奥陶统马家沟组碳酸盐岩分布广,但有机质丰度较低,且成熟度高。通过对马家沟组碳酸盐岩中的有机质丰度、类型及成熟度在三维空间分布特征的研究,指出盆地中部马五段、马三段蒸发台地相碳酸盐岩为较好的烃源岩,盆地内其余地区和层位的碳酸盐岩为较差的烃源岩。烃源岩的分布受碳酸盐岩沉积相和盆地基底构造所控制。     

基于有机小分子近红外发光材料的研究进展

近红外有机发光二极管（Organic light emitting diodes, OLEDs）在夜间显示、生物传感和通讯等领域具有广阔的应用前景。其中有机小分子发光材料具有制作成本低、重现性好、结构和发光特性易调节、发光效率高等优点,根据其发光特性主要分为传统荧光材料、热激发延迟荧光（Thermally activated delayed fluorescence, TADF）材料、局部电荷转移杂化态（Hybrid locally-electron and charge-transfer, HLCT）材料等几类。本文主要综述了近五年来报道的基于有机小分子的近红外发光材料的研究进展,并根据不同的特性对材料进行了分类,对未来的发展前景进行了展望,为进一步合成各方面性能良好的近红外有机小分子发光材料提供了一定的理论基础。     

一个飞速发展的领域:非富勒烯有机太阳能电池受体材料

有机太阳能电池作为解决能源问题的重要手段之一,2006年以来得到了深入的研究.其电子受体材料较多地局限在富勒烯及其衍生物领域,由于其光谱吸收窄、溶解性差、成本高、生产过程中环境不友好等问题,迫使科学家们寻找新的受体材料.近年来,非富勒烯电子受体材料吸引了科学家们的关注.非富勒烯受体材料的光谱吸收宽,溶解性好,结构可控,易加工等特点决定了其在有机太阳能电池领域有广泛的应用.综述了2011年以来非富勒烯有机太阳能电池受体材料领域的进展,并对其将来的发展进行了展望.