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催化学报

催化学报 ›› 2003, Vol. 24 ›› Issue (3): 169-174.

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在透氧膜反应器中进行甲烷氧化偶联反应的研究

王海辉，丛铀，杨维慎，林励吾   

  1. 中国科学院大连化学物理研究所催化基础国家重点实验室，辽宁大连116023
  • 收稿日期:2003-03-25 出版日期:2003-03-25 发布日期:1997-11-30

  • Received:2003-03-25 Online:2003-03-25 Published:1997-11-30

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摘要： 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\r\n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