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Rh、Ru和Ir催化剂用于甲烷催化燃烧反应的科学研究

返回列表 浏览量:1364 发布日期:2020-11-06 22:03:00【

  除Pd催化剂外,Pt、Au、Rh等贵金属也常用于氧化外族、H2和CO,并主要表现出高活性。从氧化反应来看,贵金属催化剂一般的活性顺序是:Pt>Ir>Os>Pd>Rh>Ru,对于较低浓度的甲烷催化燃烧来说,Pd是活性最好的贵金属,而对于C3以上的烷烃,Pt的催化反应氧化能力最强,在甲烷氧化反应中,Pt可使表层的氧分子发生活性,同时也可降低甲烷吸附离解的活化能,这就是VOC催化剂常出现的超低温催化燃烧现象,此外,科学研究也表明,Pt催化剂具有比Pd催化剂更强的抗硫中毒能力,但在一个氧气充足的环境下?与Pd/Al2O3相比,Pt/Al2O3更容易锻烧凹陷。用硫化橡胶分解的Pt/Al2O3催化剂在氧气标准下的甲烷催化燃烧反应进行研究,发现硫化橡胶分解后的催化剂表层硫化氰酸钾和高宽比氧化的Pt分子在Pt颗粒边缘存在相互影响,并产生一个新的活性位,能对CH4中的C产生活性?H键作为一种贵金属而非Pt族原素的Au,曾被认为是一种可塑性金属材料,极少用于催化反应,直到80年代后期,Haruta等人还用Au催化剂氧化CO,在203K的超低温下把CO转化成CO?其主要表现为极高的催化反应活性,引起人们对Au催化剂的极大关注。此后,Haruta等阳离子更系统地科学地研究了Au催化剂颗粒规格、金属材料和介质之间的相互作用,并认为当Au颗粒尺寸小于5rnn时,CO和饱和态催化剂都能产生很高的催化活性。以Choudhary等为例,研究了Au催化剂在富氢环境中对CO选择性氧化的反应,认为Au颗粒在2~5nm范围活性最好。

  目前关于Rh、Ru和Ir催化剂用于甲烷催化燃烧反应的科学研究还不多见,但它们具有优异的活性C-H键和抗积炭特性。氧化铝负载的贵金属催化剂的活性顺序是PtIr催化剂,这主要是由于其生成热小、对氧和氢的粘结性差、抗积炭和活性烷侄能力强等特点常见于CO氧化、桂类活性、甲烷制合成气等反应中[41_43]。ONakagawa等人认为,甲烷制合成气的整个过程是二步反应,第一步反应甲烷完全氧化生成CO2和HO,第二步反应甲烷干基重组和甲烷蒸气重组,科学研究还表明,甲烷和CO?干式重组反应的活性顺序与甲烷部分氧化反应的反应介质不同,由大到小依次为:TiCh、ZrCh、Y2O3、Y2O3、La26、MgO>AI2O3、SiO2o木研究小组曾科学研究过IoLa催化剂在乙醇重组电解水制氢全过程中,会产生密排六方La2O3和La2O2CO3等La化合物,这种Ir夹杂La2O2CO3的生成和溶解是可逆的,在整个过程中,它会消耗表层的Ir及其积碳、CO2、CH等La2O3、La2O2CO3、La2O2CO3等La化合物,在整个过程中,La2O2CO3、La2O2CO3等La2CO3等La化合物的生成和溶出是可逆的,而La2O2CO3、La2O2CO3等La2CO3等La化合物的生成和溶出则会消耗表层Ir及其含碳的La2、CH等La2O2CO3等La化合物,在整个过程中,La2O2CO3等La2CO研究小组对Ir催化剂的CO氧化平成甲烷催化燃烧进行了科学的研究。他们的调查显示,Ir/CeO?以Ir表示的催化剂Ir?这一方法是存在的,伴随着载体提高IrO2由高度分散的小颗粒方式转变为晶相大颗粒方式,CO氧化反映的TOF逐渐下降,而且她们也发现金属材料状态的Ir催化剂氧化CO的能力要高于过氧化物状态的IrCU崔化剂;而在科学研究k/ZKh催化剂用于甲烷催化燃烧时,她们发现反映的TOF首先伴随着Ir颗粒的增大?,然后保持不变。

  

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