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小木虫论坛-学术科研互动平台 » 化学化工区 » 催化 » 催化反应 » 甲烷催化氧化时的起燃问题？
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jewie

铁虫 (初入文坛)

[交流] 甲烷催化氧化时的起燃问题？

请问：我看一篇文章说甲烷在Pd-Al2O3催化剂上进行催化氧化时，从230℃起就开始燃烧，请问这个起燃温度是不是与甲烷在混合气中的浓度有关呢，一般说的甲烷的起燃温度是在什么浓度下的？起燃温度还与什么有关呢？谢谢！！！
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1楼 2007-05-17 13:36:52
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methane

至尊木虫 (正式写手)

堕落一哥
★
linweiguo0(金币+1):谢谢应助
和浓度估计问题不是很大，主要是催化剂的选择
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其实我小时候的梦想并不是要当什么科学家，我只是幻想自己是地主家的少爷，家有良田千顷，终日不学无术，没事领着一群狗奴才上街去调戏一下良家少女……
2楼2007-05-17 14:42:42
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btqiao

木虫 (正式写手)
★ ★ ★
linweiguo0(金币+3):谢谢参与
一般说来起燃温度跟浓度关系不大，当然浓度相差较大的时候肯定也会有影响，至于是什么样的影响我也说不清楚，而全转化温度会受到浓度影响。一般情况下做研究用的甲烷浓度为1％左右。影响起燃温度最大的因素就是催化剂，不同的催化剂活性不同，起燃温度也不同。
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3楼2007-05-17 14:57:10
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xuesongliu

木虫 (小有名气)
★ ★ ★
linweiguo0(金币+3):更具体一些了
一般甲烷燃烧实验的甲烷浓度好像不会太高，所以在较低的浓度范围内燃烧温度应该是样的．这样就主要取决于你的催化剂了，如果是贵金属催化剂（Pt、Pd），甲烷完全氧化温度一般在500度一下；如果是非贵金属催化剂，由于催化剂活性较低，一般要到600－700度才能完全氧化．
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Tsinghua
4楼2007-05-17 15:53:11
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getiao

金虫 (正式写手)
★ ★ ★ ★ ★ ★
rabbit7708(金币+6):多谢应助，辛苦了！：）
引用回帖:
Originally posted by jewie at 2007-5-17 13:36:
请问：我看一篇文章说甲烷在Pd-Al2O3催化剂上进行催化氧化时，从230℃起就开始燃烧，请问这个起燃温度是不是与甲烷在混合气中的浓度有关呢，一般说的甲烷的起燃温度是在什么浓度下的？起燃温度还与什么有关呢？谢 ...

甲烷起燃温度是指甲烷转换率达到10%时的温度，即T10。起燃温度跟催化剂活性有关，活性越高，起燃温度越低，具体多少度其实没有确切说法，每个人做出来的会有差别，即使是同样的催化剂，同样的制备过程得到的催化剂的甲烷起燃温度也不相同。
    至于甲烷起燃温度跟浓度的关系，我觉得是有关系的。一般文献报道的甲烷浓度为1%，而很少超过4%的（甲烷的爆炸极限为：5%——15%），即很多都是采取所谓的“贫预混催化燃烧”。如果甲烷浓度太低，即氧气浓度远远高于化学当量比，则氧气跟甲烷竞争吸附的结果使得氧气占据了过多的活性位，影响甲烷吸附并活化，从而影响起燃；而如果甲烷浓度过高，又影响氧的吸附，影响甲烷氧化。这是我看文献后的一点模糊看法，具体怎么影响或影响程度如何，有待下一步文献阅读时留意。
    至于多高的温度起燃比较好，其实也说不好，因为燃烧催化剂主要考虑两个问题：1，低温高活性（起燃温度低）；2，高温稳定性（即耐热性能），所以要综合考虑。
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5楼2007-05-17 21:42:46
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daiqiguang
引用回帖:
Originally posted by getiao at 2007-5-17 09:42 PM:


    甲烷起燃温度是指甲烷转换率达到10%时的温度，即T10。起燃温度跟催化剂活性有关，活性越高，起燃温度越低，具体多少度其实没有确切说法，每个人做出来的会有差别，即使是同样的催化剂，同样的制备过程得到 ...

6楼2007-05-17 22:12:10
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wangjw601

木虫 (小有名气)
★ ★
rabbit7708(金币+2):多谢应助，辛苦了！：）
5楼说得相当好，我也做过一些甲烷催化燃烧的工作，甲烷浓度在1～2％之间。起燃温度（T10）和半转化温度（T50）是评价催化剂活性的两个重要指标。T10除了与催化剂活性、甲烷浓度有关外，与进气空速也有很大关系，空速越高，T10也越高。
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7楼2007-05-18 09:16:53
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hanks2010

木虫 (著名写手)

wu
★
linweiguo0(金币+1):多谢应助，辛苦了！：）
引用回帖:
Originally posted by getiao at 2007-5-17 21:42:


    甲烷起燃温度是指甲烷转换率达到10%时的温度，即T10。起燃温度跟催化剂活性有关，活性越高，起燃温度越低，具体多少度其实没有确切说法，每个人做出来的会有差别，即使是同样的催化剂，同样的制备过程得到 ...

起燃温度是指转换率达到50%时的温度
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8楼2007-05-18 14:32:34
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getiao

金虫 (正式写手)
★
rabbit7708(金币+1):多谢应助，辛苦了！：）
引用回帖:
Originally posted by hanks2010 at 2007-5-18 14:32:



起燃温度是指转换率达到50%时的温度

也有将T50作为起燃温度（light off temperature)的，但文献中绝大多数是以T10为起燃温度的。
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9楼2007-05-18 18:04:39
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getiao

金虫 (正式写手)
★ ★ ★ ★
rabbit7708(金币+4):多谢应助！：）
引用回帖:
Originally posted by getiao at 2007-5-17 21:42:


    甲烷起燃温度是指甲烷转换率达到10%时的温度，即T10。起燃温度跟催化剂活性有关，活性越高，起燃温度越低，具体多少度其实没有确切说法，每个人做出来的会有差别，即使是同样的催化剂，同样的制备过程得到 ...

关于甲烷浓度对催化剂活性的影响（即对起燃的影响），刚在一篇文献中看到有这方面的说法，文献采用的是Pd/Co3O4催化剂，原为表述如下：“A strong inhibiting effect of methane was observed, which is quite unusual. The
activity was maximum at the lowest methane concentration (1 vol.%) and decreased progressively with increasing methane concentrations up to 7 vol.%. No further variation was then observed when further increasing CH4 concentration.”
    我的翻译是：观察到甲烷强烈的抑制作用，这是很不寻常的。甲烷浓度最低（1vol.%）时活性最高，随着甲烷浓度增加到7vol.%，活性逐步降低。当继续提高甲烷浓度时没有观察到更进一步的变化。在90min的实验期间活性保持稳定。
    这是原始文献：
Z. Li, G.B. Hoflund, React. Kinet. Catal. Lett. 66 (1999)
367 , and references therein.
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10楼2007-05-20 22:30:34
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