2022年 第01期
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我国每年通过乏风瓦斯排放大量CH4，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-CeO2、CuO和CeO2三种催化剂，考察CH4在（1% CH4,78% N2和21% O2）气氛下的催化燃烧活性，并利用XRD、XPS、H2-TPR、O2-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（Ce3+）和四价（Ce4+）之间转换提高了催化剂储放氧能力，有利于CuO-CeO2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-CeO2>CuO>CeO2，再对活性最高的CuO-CeO2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CH4与吸附的O2发生反应，CH4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-CeO2催化剂上的微观反应机理：CH4吸附在CuO-CeO2表面，再与CuO-CeO2反应生成中间产物甲氧基物质（Cu-OCH3）和甲酸盐物质（Cu-OOCH），最后中间产物分解生成CO2和H2O，以达到完全氧化反应的目的。
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主管
中国煤炭科工集团有限公司
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主办
煤炭科学研究总院有限公司
煤炭工业洁净煤工
程技术研究中心 -
主编
解强
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刊期
月刊
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ISSN
1006-6772
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CN
11-3676/TD
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作者：
- 张晨航
- 豆宝娟
- 滕子豪
- 吴亮锴
- 郝庆兰
- 宾峰
单位：
- 天津科技大学海洋与环境学院;中国科学院力学研究所高温气体动力学国家重点实验室
摘要：
关键词：
- CH4催化燃烧
- Cu-Ce催化剂
- 反应物分压
- 反应动力学
- 微观机理
作者简介：
张晨航（1998—），男，陕西宝鸡人，硕士研究生。E-mail:13772647737@163.com。
通讯作者：豆宝娟（1982—），女，山东临沂人，副教授,博士。E-mail:bjdou@tust.edu.cn
通讯作者：豆宝娟（1982—），女，山东临沂人，副教授,博士。E-mail:bjdou@tust.edu.cn
图表：
相关文章：
引用格式：
张晨航，豆宝娟，滕子豪，等.基于Cu-Ce复合氧化物的低浓度CH4催化燃烧性能及微观机理［J］.洁净煤技术，2022,28(1):198-204.
ZHANG Chenhang,DOU Baojuan,TENG Zihao,et al.Performance and mechanism of low-concentration CH4 catalytic combustion based on composite oxides of Cu-Ce［J］.Clean Coal Technology，2022,28(1):198-204.
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