王海辉
,
丛铀
,
杨维慎
,
林励吾
催化学报
混合导体透氧膜是一类同时具有电子和氧离子两类导电性的陶瓷膜. 在高温下,氧会以氧离子的形式透过透氧膜,因此在膜表面存在丰富的氧物种(O-,O-2,O2-2和O2-),这些氧物种能够提高甲烷氧化偶联(OCM)反应的C2选择性. 采用挤压的方法制备出致密的Ba0.5Sr0.5Co0.8Fe0.2O3-δ(BSCFO)透氧膜管,并考察了此透氧膜管对OCM反应的催化性能. 发现BSCFO的C2生成速率比La0.6Sr0.4Co0.8Fe0.2O3-δ(LSCFO)和La-Ba-Co-Fe-O(LBCFO)要高得多,其原因主要是由于BSCFO中的氧空缺浓度比较高. 高的氧空缺浓度不仅能够加速氧离子的传输,而且能够提高甲烷分子的活化速度,所以BSCFO具有比LSCFO和LBCFO更好的催化性能. C2生成速率随着反应温度及原料气中甲烷浓度的升高而升高,C2选择性取决于氧离子结合与OCM反应竞争的结果,高的氧离子结合速率会降低C2选择性. 甲烷转化率随着富氧侧氧分压的升高而升高,但C2选择性则随着氧分压的升高而降低. 这说明在OCM过程中气相反应起着重要的作用.
关键词:
钙钛矿
,
氧分离膜
,
甲烷
,
氧化偶联
,
膜反应器
陈鑫智
,
余灵辉
,
刘桥生
,
王海辉
,
李忠
无机材料学报
doi:10.3724/SP.J.1077.2008.01216
采用相转移纺织技术制备了致密的纯相钙钛矿BaCo0.4Fe0.4Zr0.2O3-δ(BCFZ)中空纤维透氧膜. 并用所制备的BCFZ中空纤维膜构建反应器对甲烷部分氧化制合成气进行研究. 结果表明: 在没有催化剂时, BCFZ膜材料本身对甲烷的活性较低, 甲烷转化率低于3%; 而加入Ni基催化剂后, 甲烷的转化率提高到93%以上、CO选择性为80%左右, 透氧量为11mL/min·cm2左右. 中空纤维膜反应器中初始阶段的活化只需要90min, 比片状膜反应器要快得多. 同时对在反应情况下, BCFZ中空纤维膜膜反应器的稳定性进行了初步的研究, 结果表明:BCFZ中空纤维膜在40h的操作中具有较好的稳定性.
关键词:
中空纤维
,
POM
,
perovskite
,
catalysis in membrane
,
mixed conductor
陈鑫智
,
余灵辉
,
刘桥生
,
王海辉
,
李忠
无机材料学报
doi:10.3321/j.issn:1000-324X.2008.06.026
采用相转移纺织技术制备了致密的纯相钙钛矿BaCo0.4Fe0.4Zr0.203-δ6(BCFZ)中空纤维透氧膜.并用所制备的BCFZ中空纤维膜构建反应器对甲烷部分氧化制合成气进行研究.结果表明:在没有催化剂时,BCFZ膜材料本身对甲烷的活性较低,甲烷转化率低于3%;而加入Ni基催化剂后,甲烷的转化率提高到93%以上、CO选择性为80%左右,透氧量为11mL/min·cm2左右.中空纤维膜反应器中初始阶段的活化只需要90min,比片状膜反应器要快得多.同时对在反应情况下, BCFZ中空纤维膜膜反应器的稳定性进行了初步的研究,结果表明: BCFZ中空纤维膜在40h的操作中具有较好的稳定性.
关键词:
中空纤维
,
POM
,
钙钛矿
,
膜催化
,
混合导体
