把MgO掺入CeO2,作为Ni、Co、Cu等组分的介质,用于甲烷催化燃烧装置,通常是因为MgO具有高的溶点,能够提高介质的热特性78]o但碱金属Mg不适合在甲烷催化燃烧装置上大量使用,Balint等固]对碱金属金属氧化物和稀土氧化物在甲烷空气氧化偶联反应中的作用进行了科学研究,结果表明,在甲烷氧化还原反应中,酸碱性位有利于甲烷的完全空气氧化,而偏碱位则有利于CH4的C2+变化即产生偶联反应。通常SiO2是一种大比表面积的酸碱介质,在Co3O4-SiO2聚合物中还会对外部经济结构造成危害,包括Co3O4的粒度、表面Co种群价态等⑴]。
复合Mn型金属氧化物由于Mn变异性的多个价态,通常具有不稳定的晶格氧,因此常被用来反映催化反应。制得MnCk无负载纳米颗粒用于CO空气氧化,当催化剂用于强放热反应的甲烷燃烧反应时,Mn(X)颗粒很容易锻烧团圆,因此他们改进了制取珊瑚礁状a-Mn2O3的方法,得到?极好的活性和可靠性,在500°C和700°C下培烧的a-Mn2O3可在650°C上下使甲烷完全空气氧化,而且催化剂的左右粒度转变很小,分别保持在40和50°n上下。有些学者强调,通过增加CeO2和Mn3+,甲烷点燃催化反应的活性比Mn+强。采用不同工艺生产的MnOx-CeO2,可以改善催化剂氧群的流通和活性,降低反应温度,使MnOx-CeO2能在表面上获得?不同成分的晶格氧,可立即破坏催化反应的特性。通过对MnOx-CeO2型空心球进行超临界萃取,使其与实心原料相比具有较大的比表面积,同时通过XPS、H2-TPR等技术的定性分析,发现MnOx-CeO2型空心球具有较高的表面活性氧含量和较强的氧迁移能力。哈恩的研究团队是如何产生Mni_xCexO2±y纳米技术棒的,其活性和可靠性均优于a-Mn2O3,并明确提出了催化剂上甲烷点火的原理(如图1-4):首先甲烷分子结构在催化剂表面Mn正离子上离解,并与Mn(X中的晶格氧)反应导致CO?与H2O?然后,CeO2的吸氧或晶格氧根据转移到MnOx完成调价Mn正离子的氧化还原反应,最后液相中的02被填充到CeOz的表面或晶格中进行循环破坏。