甲烷催化燃燒反應(yīng)基本原理
在貴金屬金屬催化劑表面進(jìn)行催化燃燒反應(yīng)的整個(gè)過(guò)程中,甲烷的異象催化反應(yīng)與自由基反應(yīng)同時(shí)進(jìn)行,見(jiàn)圖2?3。在金屬催化劑表面,甲烷分子結(jié)構(gòu)與空氣中的氧原子發(fā)生吸附活性,吸附活性后的氧原子與甲烷分子結(jié)構(gòu)相互作用,立即形成反應(yīng)物質(zhì)CO2與H2O;或者CH4先離解,吸附為羥基(CH3)或亞甲基(CH2),與氧原子作用,形成室內(nèi)甲醛(HCHO);一般情況下,室內(nèi)甲醛極不穩(wěn)定,迅速溶解為CO和吐氣,經(jīng)吸附后擴(kuò)散至液相。
在非貴金屬金屬觸媒表面進(jìn)行甲烷催化燃燒的反應(yīng)與整個(gè)反應(yīng)過(guò)程是完全不同的。無(wú)貴金屬金屬催化劑由許多晶格組成,晶格中存在著大量的可隨意遷移的氧離子,這些氧離子分為吸附氧和晶格氧兩大類。催化劑燃燒反映了吸附氧或晶格氧與甲烷表面產(chǎn)生的相互作用。在點(diǎn)火溫度較低時(shí),吸附氧參與催化燃燒反應(yīng),在高溫時(shí),晶格氧和甲烷參與催化燃燒反應(yīng)。