作為氣體燃料的主要成分，甲烷用傳統(tǒng)式燃燒法點(diǎn)燃必須非常高的溫度(1500°C以上)，在那樣的溫度下，空氣中的N2會(huì)被氧化為NO’，污染更為嚴(yán)重；而且甲烷燃燒的乙醇還會(huì)繼續(xù)引起CO，此外CH4本身也會(huì)導(dǎo)致更嚴(yán)重的全球變暖。催化劑燃燒大大降低了甲烷的起燃溫度，提高了?其轉(zhuǎn)換率，合理減少甚至消除了大氣污染物的排放，是一種理想的燃燒方式。目前用于甲烷催化燃燒的催化劑主要分為兩類(lèi)：一類(lèi)是活性較高的超低溫負(fù)載型貴金屬催化劑，另一類(lèi)是可靠性較高的高溫非貴金屬氧化物催化劑。本文對(duì)鉆基非貴金屬金屬金屬氧化物和負(fù)載型貴金屬催化劑催化燃燒甲烷反應(yīng)活性進(jìn)行了科學(xué)研究，探索了貴金屬與非貴金屬?gòu)?fù)合催化劑的特性，考察了制備方法、原素夾雜等對(duì)催化劑活性的危害，并選擇TPR、XRD、BET和Raman對(duì)催化劑進(jìn)行了定性研究，主要研究方向如下：

　　選擇浸漬法制備了負(fù)載Co3O4的稀土氧化物復(fù)合催化劑，發(fā)現(xiàn)CeO2/Co3O4主要表現(xiàn)出較好的甲烷點(diǎn)燃催化反應(yīng)活性。以CH4與02的體積比為122，空速為72000ML-g^4的標(biāo)準(zhǔn)，甲烷在500°C的轉(zhuǎn)化率為83%,800°C的轉(zhuǎn)化率高于99%，基本上沒(méi)有CO生成。

　　以對(duì)CeO2進(jìn)行夾雜改性為基礎(chǔ)，作為載體負(fù)載CO3O4，生產(chǎn)出系列產(chǎn)品Co/Ce-M-O催化劑(M=La,Zr,Ca,Mg,Bi)，其中活性最好的Co/Ce-La-O催化劑。在CH4與O2的體積比為122，空速標(biāo)準(zhǔn)為72000ML-gii4的條件下，當(dāng)甲烷轉(zhuǎn)化率達(dá)到800°C時(shí)，催化劑仍能達(dá)到87%的甲烷轉(zhuǎn)化率和800°C的空速。保持20小時(shí)2分，甲烷轉(zhuǎn)換率保持在96%以上。通過(guò)對(duì)…系列產(chǎn)品的定性分析，表明摻入La對(duì)提高?CeO2格點(diǎn)常數(shù)及其對(duì)Co分散的促進(jìn)作用有利。通過(guò)剖析Ce-La-0上的氧群反應(yīng)過(guò)程，找到Co/Ce？甲烷催化燃燒在La-O催化劑上的原理。

　　(3)將La或Ce摻入嚴(yán)小的203介質(zhì)中，制成負(fù)載型貴金屬催化劑(Pd,Ir,Ru)，發(fā)現(xiàn)Pd/Ce/Al2O3催化劑的甲烷催化燃燒活性有顯著提高。此外，還對(duì)Pd？?jī)煞N不同類(lèi)型的耐磨鋼管催化劑的性能研究。與Pd/CeO相比，Pd-Co/CeO2催化劑的活性如何？.結(jié)果表明，選擇Co/Ce-La-0作為載體負(fù)載Pd，可以使催化劑活性得到較大的提高。催化劑Pd-Mn/A12O3也主要表現(xiàn)出良好的甲烷催化燃燒活性，在CH4-02體積比122，空速72000ML-g^4標(biāo)準(zhǔn)下，甲烷轉(zhuǎn)化率可達(dá)到350°C，此催化劑只需在首次應(yīng)用前進(jìn)行復(fù)原，當(dāng)多次重復(fù)使用時(shí)無(wú)需進(jìn)行預(yù)處理，進(jìn)行三次循環(huán)系統(tǒng)甲烷催化燃燒測(cè)試，催化劑性能基本沒(méi)有下降，具有良好的實(shí)用意義。