煤礦瓦斯是煤礦伴生氣,其主要成分甲烷是全球第二大溫室氣體,溫室效應是二氧化碳的21倍。煤礦瓦斯的直接排放將加劇溫室效應及環(huán)境污染,因此近年來煤礦瓦斯的治理受到廣泛關注。煤礦瓦斯中乏風瓦斯（甲烷濃度0. 1%～1. 0%）占比超過70%,該氣體無法通過常規(guī)的燃燒方式處理和利用。催化燃燒作為一種脫除低濃度甲烷的高效方法,其不僅可以在較低的溫度下實現(xiàn)甲烷的氧化,同時還可以減少甲烷處理過程中的NO_x和CO等污染物氣體的排放,因此受到了人們的廣泛關注。通過歸納近年來催化燃燒技術在催化劑研究方面的進展,重點闡述了催化劑制備方法對催化劑發(fā)展的影響,并且探討了乏風瓦斯催化燃燒技術相關催化劑未來的發(fā)展方向。 

【文章來源】：陜西煤炭. 2020,39(S1)

【文章頁數(shù)】：7 頁

【部分圖文】：

催化燃燒反應速率與溫度的關系

鈣鈦礦類催化劑:鈣鈦礦類材料最早是指鈣鈦礦石中的CaTiO3，隨后將結構與CaTiO3類似的一類化合物統(tǒng)稱為鈣鈦礦，其化學通式為ABO3。通常A為稀土金屬或堿土金屬，與六鋁酸鹽催化劑類似A類陽離子半徑也較大從而起到穩(wěn)定催化劑骨架結構的作用，最終提高催化劑的熱穩(wěn)定性。通常B為過渡金屬元素，是催化甲烷燃燒的主要活性組分。從鈣鈦礦類催化劑結構圖(圖3)能夠看出[14]，當A位陽離子被低價陽離子部分取代時，B位陽離子會部分向高價轉變，晶格中氧的數(shù)量和活性會增加，最終導致催化活性的提高。當B位陽離子被低價陽離子部分取代時，B位陽離子價態(tài)發(fā)生變化形成晶格缺陷，從而改變氧的吸脫附性能，提高催化活性。因此，目前鈣鈦礦類催化劑的研究熱點集中在AB位陽離子的選擇和取代上，常見的取代方式有3種:A為取代(AxA"1-xBO3)、B位取代(AByB"1-yO3)及A B位同時取代(AxA"1-xByB"1-yO3)。ZAZA等人發(fā)現(xiàn)Sr的部分取代能夠增加LaFeO3催化劑中的氧空位，從而導致La0.6Sr0.4FeO3催化劑的催化活性的提高和起燃溫度的降低(400℃)[15]。BEDEL等人發(fā)現(xiàn)Fe的部分取代能夠改變LaCoO3催化劑中Co的電子結構，從而導致LaCo0.4Fe0.6催化劑的催化活性的提高[16]。圖3 鈣鈦礦類催化劑結構圖[14]

鈣鈦礦類催化劑結構圖[14]

【參考文獻】：
期刊論文
[1]La2-xSrxFeNiO6催化劑的制備及其催化甲烷燃燒性能研究[J]. 王璞,王旭君,徐壯,周毛毛,鄭建東.  化學通報. 2018(07)
[2]TiO2摻雜CuMnCe/Al2O3催化劑對甲烷催化燃燒脫氧反應的影響[J]. 袁善良,蘭海,薄其飛,張彪,肖熙,蔣毅.  燃料化學學報. 2017(02)
[3]含硫氣氛下催化劑PdxSy/SiO2催化甲烷低溫燃燒反應[J]. 余倩倩,馬磊.  化工生產(chǎn)與技術. 2015(02)
[4]Fe/CexZr0.9-xLa0.1O1.95-Al2O3整體式催化劑上的甲烷催化燃燒反應[J]. 陳永東,廖傳文,曹紅巖,劉志敏,王健禮,龔茂初,陳耀強.  催化學報. 2010(05)
[5]La/Mn改性Pd/γ-Al2O3催化劑對甲烷催化燃燒的影響[J]. 孫路石,秦曉楠,逄鵬,向軍,胡松,汪一,邱建榮,徐明厚.  中國電機工程學報. 2009(11)
[6]甲烷催化燃燒整體型催化劑研究進展[J]. 王珂,林志嬌,江志東.  天然氣化工（C1化學與化工）. 2009(01)

博士論文
[1]鈀基鈷酸鎳催化燃燒低濃度甲烷的研究[D]. 黃啟福.中國科學技術大學 2018
[2]納米催化劑的微乳法制備及其表征[D]. 滕飛.中國科學院研究生院（大連化學物理研究所） 2005

碩士論文
[1]Co3O4催化劑的制備及低濃度甲烷催化燃燒的性能研究[D]. 王婷.太原理工大學 2017
[2]用于甲烷催化燃燒的金屬氧化物及貴金屬催化劑制備、表征及性能研究[D]. 王智輝.華南理工大學 2014
[3]鈀基催化劑的超低濃度甲烷催化燃燒特性研究[D]. 苗厚超.重慶大學 2011



本文編號：3428851