中科院青島能源與過程所透氧膜反應(yīng)器研究取得新進展
2014-04-09 17:03:25
admin
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據(jù)中科院網(wǎng)2014年1月6日訊 甲烷芳構(gòu)化是將甲烷直接轉(zhuǎn)化為液體產(chǎn)品的有效途徑之一，在催化科學(xué)、工業(yè)應(yīng)用等方面具有重要意義。早期研究主要集中在開發(fā)高活性、高穩(wěn)定性的催化劑，例如目前被廣泛研究和使用的Mo/ZSM-5催化劑。但是該類催化劑仍然存在易積炭失活、CH4轉(zhuǎn)化率低等問題。同時，研究人員也嘗試在該體系中引入一定量氧氣或溫和的氧化劑，以實現(xiàn)甲烷的選擇性催化轉(zhuǎn)化。
近日，中國科學(xué)院青島生物能源與過程研究所膜分離與催化團隊負(fù)責(zé)人、中組部青年“千人計劃”入選者江河清研究員與德國漢諾威大學(xué)、尤利西研究中心、拜耳公司等機構(gòu)研究人員合作在透氧膜反應(yīng)器中進行甲烷芳構(gòu)化反應(yīng)生成苯及其衍生物。在高溫條件下，通過使用鈣鈦礦型透氧膜，氧氣可以從空氣側(cè)轉(zhuǎn)移到透氧膜的另一側(cè)，并與甲烷芳構(gòu)化所生成的氫氣反應(yīng)產(chǎn)生水，從而打破化學(xué)平衡，提高CH4轉(zhuǎn)化率。此外通過使用該透氧膜反應(yīng)器，可以有效的將氮氣保留在空氣側(cè)，避免其進入甲烷-芳烴體系中。同時，研究發(fā)現(xiàn)由于氧氣和水蒸汽的存在，顯著改善了催化劑Mo/ZSM-5的積炭失活問題，延長了催化劑的使用壽命。
上述成果于近日發(fā)表在Angew. Chem. Int. Ed.上，并被選為熱點文章。