甲烷是氫碳比最高的烴,也是一種具有較高燃燒熱值的清潔能源。在生物質(zhì)制備甲烷的方法中,生物質(zhì)發(fā)酵法和生物質(zhì)合成氣發(fā)酵法因活性菌的溫度敏感性而受到限制。因此,本文介紹了近年來(lái)生物質(zhì)合成氣催化制備甲烷的反應(yīng)機(jī)理及相應(yīng)的催化劑體系研究進(jìn)展,重點(diǎn)討論了合成氣中CO甲烷化和CO₂甲烷化反應(yīng)機(jī)理,以及催化劑中活性成分、載體、助劑對(duì)甲烷化的影響。同時(shí),介紹了反應(yīng)條件溫和的生物質(zhì)催化水熱法,簡(jiǎn)述了反應(yīng)路線及近年來(lái)的研究現(xiàn)狀。最后,從技術(shù)的角度對(duì)該甲烷化的反應(yīng)機(jī)理和高效、穩(wěn)定的催化劑研究進(jìn)行了展望。 

【文章來(lái)源】：林產(chǎn)化學(xué)與工業(yè). 2019,39(03)北大核心CSCD

【文章頁(yè)數(shù)】：9 頁(yè)

【部分圖文】：

CO甲烷化反應(yīng)示意圖［8］Fig．1SchematicillustrationofCOmethanation［8］

基�？傮w來(lái)說(shuō)，多數(shù)研究?jī)A向于氫助解離觀點(diǎn)，特別是近幾年來(lái)，很多研究人員通過(guò)密度泛函理論(DFT)計(jì)算研究CO甲烷化機(jī)理，也支持這一觀點(diǎn)。但此觀點(diǎn)目前也存在爭(zhēng)議，后期需要研究人員在本質(zhì)上進(jìn)一步闡述其反應(yīng)的具體機(jī)理。1．2．2CO2甲烷化機(jī)理CO2甲烷化的機(jī)理主要有2種觀點(diǎn)［8］，如圖2所示。一種觀點(diǎn)認(rèn)為CO2分解為游離態(tài)的CO和O，然后游離態(tài)的CO再氫化為甲烷;另一種觀點(diǎn)則認(rèn)為CO2與H原子形成甲酸鹽等含氧化合物中間產(chǎn)物，然后再氫化為甲烷。圖2CO2甲烷化反應(yīng)示意圖［8］Fig．2SchematicillustrationofCO2methanation［8］Eckle等［6］通過(guò)同位素實(shí)驗(yàn)揭示了在Ｒu/Al2O3催化劑作用下13CO2先解離成13CO，13CO再進(jìn)一步加氫生成甲烷。Leitenburg等［9］以貴金屬負(fù)載二氧化鈰的催化劑催化CO2甲烷化，發(fā)現(xiàn)較高溫度還原的載體促進(jìn)CO2轉(zhuǎn)化為更多的CO，證明該反應(yīng)載體提供可以吸附的羰基化合物。Akamaru等［10］以DFT方法研究Ｒu-TiO2催化CO2甲烷化，計(jì)算表明CO2在催化劑作用下分解為游離態(tài)的羰基和氧。但近年來(lái)較多學(xué)者研究表明甲酸鹽等含氧化合物是CO2甲烷化的中間產(chǎn)物。Aldana等［11］根據(jù)原位傅里葉變換紅外光譜觀察發(fā)現(xiàn)在Ni/Ce0．5Zr0．5O2催化劑作用下，CO2甲烷化中間產(chǎn)物是碳酸鹽、甲酸鹽。Upham等［12］用瞬態(tài)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)CO2甲烷化中間產(chǎn)物為甲酸鹽等。綜上，對(duì)于CO2甲烷化機(jī)理，越來(lái)越多觀點(diǎn)認(rèn)為含氧酸根是其中間產(chǎn)物。1．3合成氣甲烷化催化劑1．3．1常用甲烷?

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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本文編號(hào)：3099180