催化剂对非热等离子体催化C4H10部分氧化制液态化学品的协同增效机制研究

《Process Safety and Environmental Protection》：Effect of catalysts on the reaction of non-thermal plasma partial oxidation of C 4H 10

本文探讨了非热等离子体（NTP）协同MOx-Al2O3催化剂对C4H10（模拟液化石油气LPG）的部分氧化作用。研究发现，MnOx-Al2O3催化剂能显著提升C4H10转化率（56.0%）和液态产物选择性（91.8%），并有效降低CO选择性（2.7%）。通过H2-TPR和CO2-TPD表征，揭示了催化剂氧化性和碱性在反应中的协同与抑制机制，为NTP技术安全消除爆炸性气体提供了新策略。

　　

章节亮点

实验装置

实验装置如图1所示，与先前研究类似。空气和C₄H₁₀分别由压缩气瓶提供，流量通过气体质量流量控制器调控。两者在混合罐中动态混合后，进入填充了催化剂的双介质阻挡放电（DDBD）反应器。反应器出口处设有冷凝管...

XRD图谱分析

五种催化剂的XRD谱图如图3所示。所有催化剂均在2θ = 43.3°, 53.9°, 和 79.7°处显示出主要衍射峰，分别对应立方结构γ-Al₂O₃晶体的（111）、（200）和（220）晶面（PDF#75–0921）。ZnAl催化剂在42.4°, 49.4°, 72.5°, 和 87.8°处显示出弱衍射峰，对应ZnO（PDF#77–0191）的（111）、（200）、（220）和（311）晶面。CuAl催化剂显示出弱衍射峰...

结论

本文以γ-Al₂O₃为载体，制备了MO_x-Al₂O₃（M = Zn, Cu, Fe, Mn, Co）催化剂，并通过NTP协同催化C₄H₁₀部分氧化制液态化学品的研究，筛选出最适宜的催化剂MnO_x-Al₂O₃，该催化剂显著提高了C₄H₁₀转化率和液态产物选择性，进一步增强了NTP方法消除LPG可燃气体可行性。研究了催化剂氧化性和碱性及其...