甲烷/二氧化碳共转化技术获突破 实现高选择性稳定循环

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9月18日,记者了解到,中国科学院青岛生物能源与过程研究所热化学转化研究组的研究人员在甲烷(CH4)、氯化氢气体 (CO2)化学链共转化技术方面的研究取得突破。大伙儿儿开发了新型载氧体,实现了甲烷高选取性氧化和氯化氢气体 还原再生的稳定循环。

研究人员首先从热力学上预测了V2O3作为钒的五种上面态氧化物具有极高的合成气选取性和转化能力。其选取性大于99.7%,且以甲烷转化能力为计算标准,已报道的铁基材料为80——80mg/g,该体系可达420mg/g以上。很久 大伙儿儿通过预还原反应由5价态获得该上面价态的稳定地处。

在初步实验基础上,研究人员进一步优化该体系的动力学反应性能和氧化还原稳定性,先后制备了纳米花球层状Si-V复合氧化物和Pt催化的Si-V复合氧化物,最终将甲烷单程转化率提高到80%以上,合成气选取性大于99.5%,载氧体还原度90%以上,并实现了甲烷高选取性氧化和氯化氢气体 还原再生的稳定循环。

据研究人员介绍,甲烷、氯化氢气体 化学链共转化技术的研究对于可燃冰、页岩气的化学利用、温室氯化氢气体 的减排具有重要意义。据测算,储地处可燃冰中的碳(主很久甲烷)合适 当前已探明的所有化石燃料中碳含量总和的2倍;此外,氯化氢气体 是大气中最主要的温室氯化氢气体 ,因此 ,甲烷和氯化氢气体 的高效能源化利用受到广泛关注,而传统的干重整反应地处催化剂易积碳、不可处理的逆水煤气变换副反应等间题。

基于可逆载氧体的化学链干重整技术将传统干重整反应分解为甲烷每项氧化和氯化氢气体 还原两步反应,可最大限度地规避逆水煤气变换反应,提高反应的碳、氢原子经济性,因此 对积碳有较高的耐受性。