基于Cu-Ce复合氧化物的低浓度CH_4催化燃烧性能及微观机理

	基于Cu-Ce复合氧化物的低浓度CH_4催化燃烧性能及微观机理
	张晨航 ; 豆宝娟 ; 滕子豪 ; 吴亮锴 ; 郝庆兰 ; 宾峰
发表期刊	洁净煤技术
	2022-01
卷号	28 期号:01 页码:198-204
摘要	我国每年通过乏风瓦斯排放大量CH_4,造成严重的大气环境污染。催化燃烧法因其工作温度低、效率高，被认为是去除甲烷的有效途径之一。采用溶胶凝胶法制备了CuO-CeO_2、CuO和CeO_2三种催化剂，考察CH_4在(1%CH_4,78%N_2和21%O_2)气氛下的催化燃烧活性，并利用XRD、XPS、H_2-TPR、O_2-TPD等技术对催化剂的物理结构和表面性质进行表征。结果表明，Ce离子不但促进Cu物种在催化剂表面高度分散，并且其三价(Ce~(3+))和四价(Ce~(4+))之间转换提高了催化剂储放氧能力，有利于CuO-CeO_2提高催化剂活性。通过催化剂活性评价，得出3种催化剂的活性顺序为CuO-CeO_2>CuO>CeO_2,再对活性最高的CuO-CeO_2催化剂开展分压反应动力学研究，确定甲烷在不同氧气/甲烷分压比下的反应速率，表明吸附的CH_4与吸附的O_2发生反应，CH_4在催化剂表面的氧化反应遵循L-H机理。基于原位红外光谱分析，提出了甲烷在CuO-CeO_2催化剂上的微观反应机理：CH_4吸附在CuO-CeO_2表面，再与CuO-CeO_2反应生成中间产物甲氧基物质(Cu-OCH_3)和甲酸盐物质(Cu-OOCH),最后中间产物分解生成CO_2和H_2O,以达到完全氧化反应的目的。
关键词	CH_4催化燃烧 Cu-Ce催化剂反应物分压反应动力学微观机理
语种	中文
项目资助者	中国科学院战略性先导科技专项资助项目(XDA21040500)
力学所作者排名	3+
文献类型	期刊论文
条目标识符	http://dspace.imech.ac.cn/handle/311007/88934
专题	高温气体动力学国家重点实验室
作者单位	1.天津科技大学海洋与环境学院 2.中国科学院力学研究所高温气体动力学国家重点实验室
推荐引用方式 GB/T 7714	张晨航,豆宝娟,滕子豪,等. 基于Cu-Ce复合氧化物的低浓度CH_4催化燃烧性能及微观机理[J]. 洁净煤技术,2022,28,01,:198-204.
APA	张晨航,豆宝娟,滕子豪,吴亮锴,郝庆兰,&宾峰.(2022).基于Cu-Ce复合氧化物的低浓度CH_4催化燃烧性能及微观机理.洁净煤技术,28(01),198-204.
MLA	张晨航,et al."基于Cu-Ce复合氧化物的低浓度CH_4催化燃烧性能及微观机理".洁净煤技术 28.01(2022):198-204.

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