高纯一氧化碳中痕量CO2和CH4的分析

高纯CO已广泛用于冶金，化工和科技等领域。激光技术等许多部门对CO的纯度要求较高。我所在研制高纯CO的同时，进行了高纯CO中痕量杂质的分析研究。本文介绍了对CO中CO2和CH4的分析方法。     

金纳米簇催化CO氧化活性好

近日，中科院大连化学物理研究所徐恒泳研究组与美国卡内基梅隆大学金荣超研究组合作，采用低温动力学尺寸控制法合成了尺寸约1纳米的Au25（SR）18（R=CH2CH2Ph）纳米簇，并将其负载于氧化物载体上，应用于多相CO催化氧化反应。     

循环热载体无烟燃烧技术的试验研究

提出了一个基于熔融盐循环热载体的无烟燃烧技术，即把一个燃烧过程分为氧化剂生成和燃料燃烧两个步骤进行，燃烧过程能使助燃空气中的N2和燃烧产生的CO2在一套反应装置中进行分离，得到较高纯度的N2和CO2，N2可回收利用，CO2则可捕集起来安全封存。整个燃烧过程避免了向大气排放有害气体；以CuO为催化剂，对CH4在Li2CO3-K2CO3-Na2SO4熔盐体系中的熔融燃烧过程进行的试验研究结果表明，CH4能在该熔融盐体系中能完成无烟燃烧过程并放出热，失去晶格氧的CuO能与空气反应重新恢复其晶格氧，气相色谱分析结果显示，理想的反应条件下, 得到的N2的纯度为99.3%以上，CO2的纯度为95.1%以上。     

用于分离CH4/CO2的分子筛型PAN-ACF的制备和性能

以聚丙烯腈基预氧纤维毡（PAN－OF）为原料，经过空气氧化和CO2活化制备出对CO2／CH4具有较好筛分性能的分子筛型聚丙烯腈基活性碳纤维毡（PAN－ACF），采用电子天平，变压吸附（PSA）技术，XPS分析表征了分子筛型PAN－ACF的吸附性能和表面结构，结果表明，所制PAN－ACF样品对CO2／CH4吸附的选择性为7－11，当吸附压力为0.15MPa时，所产CH4的浓度达到99．9％，随着吸附的压力升高甲烷气的浓度下降，XPS结果表明经该法处理的样品，其类石墨微晶间以sp^3杂化碳氧单键相联，并出现腈类及酰胺类基团。     

Hydriding Pd cocatalysts: An approach to giant enhancement on photocatalytic CO<Subscript>2</Subscript> reduction into CH<Subscript>4</Subscript>

Photocatalytic reduction of CO2 into high value-added CH4 is a promising solution for energy and environmental crises.Integrating semiconductors with cocatalysts can improve the activities for photocatalytic CO2 reduction;however,most metal cocatalysts mainly produce CO and H2.Herein,we report a cocatalyst hydridation approach for significantly enhancing the photocatalytic reduction of CO2 into CH4.Hydriding Pd cocatalysts into PdH0.43 played a dual role in performance enhancement.As revealed by our isotopic labeling experiments,the PdH0.43 hydride cocatalysts reduced H2 evolution,which suppressed the H2 production and facilitated the conversion of the CO intermediate into the final product:CH4.Meanwhile,hydridation promoted the electron trapping on the cocatalysts,improving the charge separation.This approach increased the photocatalytic selectivity in CH4 production from 3.2％ to 63.6％ on Pd{100} and from 15.6％ to 73.4％ on Pd{111}.The results provide insights into photocatalytic mechanism studies and introduce new opportunities for designing materials towards photocatalytic CO2 conversion.     

乙醇水蒸气重整制氢催化材料的制备及其性能研究

用浸渍法制备了以 CeO2 为助剂的镍基乙醇水蒸气重整制氢催化剂(Ni/CeO2/γ Al2O3)。该种催化剂在较低的温度下具有较高的氢气产率和较高的CO2 选择性,并使副产物 CH4 和 CO的选择性限制在较低水平。在 600℃,催化剂 16% Ni/CeO2/γ Al2O3的氢气产率可达4.8,生成 CO2、CO和 CH4 的选择性分别为70.7%、21%和7%。     

CO_2与CH_4膜分离的发展与现状

通常化石燃料的燃烧会向大气中排放大量高浓度的CO2,其燃烧后对CO2处理减轻温室效应具有重要的环保意义。对于气体分离来说方法众多,基于膜的分离技术已经成为分离方法中极具竞争力的一种,并且成为CO2/CH4分离的有效手段之一,许多膜都能对CO2/CH4进行分离,其中主要可分为3三种:高分子膜、无机膜和混合基质膜。高分子膜通过传递性质更进一步可分为:渗透膜、促进传递膜。介绍了用于CO2/CH4气体分离的几种膜的工作原理、发展现状、瓶颈因素和解决途径,对比了各种膜的操作条件、分离效能和成本,最后提出了未来的研究方向和目标的建议。     

聚醚共聚酰胺膜的制备与分离性能

以橡胶态聚醚共聚酰胺(Pebax1074)嵌段共聚物为膜材料,采用流延法制备亲水性无缺陷的Pebax1074均质膜.由于Pebax1074嵌段高分子中的聚环氧乙烷(PEO)链段对CO2分子的亲和性,Pebax1074膜对CO2/非极性气体分离体系有较高的分离性能.CO2渗透系数由于增塑作用随膜两侧压差的增大而显著增大,且温度越低增塑作用越大;而N2、CH4和H2等非极性气体的渗透系数由于流体静力学压力效应随膜两侧压差增大略有减小,温度越高流体静力学压力效应越弱.N2、CH4、H2和CO2在Pebax1074膜中的渗透系数均可用Arrhenius方程描述,且随着压力的升高,CO2的渗透活化能下降,而N2、CH4和H2非极性气体的渗透活化能升高.     

CO_2/CH_4分离膜技术在沼气提纯中的应用研究进展

生物天然气(BNG)是近年来新兴的一种可再生清洁能源.制备生物天然气的核心是去除沼气中的二氧化碳.CO2/CH4分离膜技术被认为是未来沼气提纯领域最有潜力的一项技术.本文对CO2/CH4分离膜技术在沼气提纯中的应用研究和发展现状进行综述,包括CO2/CH4分离膜材料的最新发展;膜法沼气提纯工艺过程的设计;欧美膜法沼气提纯工业化装置的近况等;最后对膜法沼气提纯技术的主要困难及未来发展方向进行分析与讨论.     

新型炭／T型分子筛复合膜材料的设计、制备及应用

以聚酰胺酸为有机前驱，两种不同形貌的T型分子筛为杂化物经高温热解制备了新型的炭／T型分子筛复合膜材料。利用TG、XRD、SEM等分析手段对所制备的复合膜的微结构进行了研究。结果表明，T型分子筛在炭相中分散良好，其晶体结构在热解过程中没有被破坏，同时形成了稳定的无机，无机复合结构。单组分气体（CO2，O2，N2和CH4）以及混合气体（CO2／CH4，O2／N2）的渗透实验表明，分子筛减小了气体分子在膜中的扩散阻力从而大大提高了复合膜对气体分子的渗透能力，其中，复合膜对CO2和O2渗透系数可达1302Barrer[1Barrer=1×10^-10cm^3（STP）·cm／cm^2·s·cmHg]和334Barrer，同时CO2／CH4混合气体分离系数达到62，O2／N2分离系数达到8左右。这些数据表明该复合膜是一种可实现大规模二氧化碳以及空气分离的理想膜材料。     

炭分子筛的结构和表面性质对其吸附分离CH4/N2和CO2/N2的影响

对日本Takeda(CMS-1)、Kuraray(CMS-2)和德国BF(CMS-3)3种炭分子筛(CMS)的孔结构和表面官能团进行了表征,分析了它们对CH4/N2和CO2/N2的吸附平衡和吸附动力学分离性能,以及CMS的结构与表面性质对吸附性能的影响。结果表明,CMS-1和CMS-2可实现CH4/N2的动力学分离,还可实现N2/CO2的平衡分离;CMS-3平衡分离CH4/N2和CO2/N2的效果要优于动力学分离。孔结构是影响炭分子筛分离性能的直接因素,孔径分布的差异使CMS-1和CMS-2对CH4/N2的位阻-动力学分离效应表现得更为明显;表面含氧官能团有利于提高炭分子筛的吸附分离性能。     

Cu3(BTC)2对PDMS/PEI复合膜气体分离的改性研究

将金属骨架化合物(MOFs) ——Cu3(BTC)2填充到聚二甲基硅氧烷中,制备聚二甲基硅氧烷/聚醚酰亚胺(PDMS/PEI)非对称平板复合膜,进行了4种气体O2、N2、CO2及CH4的渗透过程研究,考察了Cu3 (BTC)2填充量及操作条件对膜分离性能的影响.结果表明,随Cu3 (BTC)2填充量的增加,4种气体的渗透通量及O2/N2、CO2/N2和CO2/CH4的分离系数较未改性的复合膜均有所提高,其中填充量为25％的改性复合膜获得了较优的效果;随操作压力的升高,气体的渗透通量增大而分离系数略有上升;随操作温度的升高,气体的渗透通量增大,CO2/N2和O2/N2的分离系数有所下降,而CO2/CH4的分离系数略有增加.     

氢的纯化方法（Union Carbide法）

用途 可以纯化90～99．999％纯度的氢，除去各种杂质(N1、CO、CH4、CO2、水、空气，C2～C8^ 、甲醇、氨，硫化氢及其它有机硫化物)。而且，也适用于从乙烷中分离甲烷等其它分离过程。     

使用改装的SP-2305型气相色谱仪测定气体中的微量杂质

使用氢火焰离子化检测器时,通过加装镍触媒转化管的方法,实现高纯气体中微量CO,CO2,CH4的测定.     

食品添加剂二氧化碳中甲烷分析方法的研究

以食品添加剂二氧化碳中甲烷（CH4／CO2）为例,对其分析定值方法进行阐述。实验结果表明：使用日本岛津GC-2010／FID气相色谱仪所建立的方法和条件具有简捷、定值准确度高、复现性和重复性好的特点,能够达到并满足CH4／CO2标准气体分析定值的要求。     

垃圾填埋气（LFG）的净化及利用前景

近些年，城市垃圾卫生填埋场产生的气体——垃圾填埋气（LFG）的二次污染问题及其资源性引起人们的广泛关注。LFG主要由CH4、CO2组成，还包括一些微量成分。     

聚醚共聚酰胺多层复合气体分离膜的制备及其分离性能

采用浸渍涂覆法,以聚醚共聚酰胺PEBA1074嵌段高分子为选择层膜材料制备具有超薄分离层的PEI/PDMS/PEBA1074/PDMS多层复合气体分离膜,探讨了操作条件对H2、N2、CH4和CO2等在多层复合膜中的渗透性能的影响.多层复合膜对极性气体具有较高的渗透通量,并且对极性/非极性气体分离体系具有较高的选择性.CO2对多层复合膜存在增塑作用,其渗透通量随操作压力的增加而增加;随着操作温度的升高,H2、N2、CH4和CO2在复合膜中的渗透通量显著增大,而CO2/非极性气体(H2、N2和CH4)的分离系数减小.气体渗透通量与温度的关系在PEO链段熔点的上下分别满足不同的Arrhenius方程.当操作温度大于PEO链段熔点温度时,气体的渗透活化能减小.     

亚硝酸甲酯在多晶钯表面上吸附的光电子能谱

通过对低温和室温下的钯表面吸附亚硝酸甲酯的角分辨紫外光电子能谱（UPS）的分析，以及对亚硝酸甲酯（CH3ONO）分子的abinitio理论计算，讨论了UPS的几个港峰对应轨道的性质，并对照相应能缓的分子轨道组成和Mulliken集居数分析，提出在低温下CH3ONO主要是通过中心氧原子与Pd的d轨道相互作用而吸附的。与NO和CO共吸附峰相比较，则认为在室温下亚硝酸甲酯分解为NO和CO等的共吸附。本工作有助于亚硝酸乙酯与CO在Pd／Al2O3上气相催化合成草酸二乙酯机理的理解。     

竹质中孔活性炭的制备及其吸附性能研究

以毛竹废料为原料通过磷酸活化法制备了具有较高比表面积并含有大量中孔的活性炭.讨论了磷酸浓度、浸渍温度、浸渍时间、活化温度及活化时间对活性炭性质的影响.在以80%磷酸于80℃下浸渍原料9d,500℃下活化4h的条件下所得活性炭的中孔体积最大,其数值为0.67cm3/g,比表面积为1567m2/g,中孔比例达47.18%.实验测定了CH4,N2,O2和CO2在该活性炭上的298K吸附等温线.实验结果表明,该活性炭对二氧化碳的吸附能力明显优于CH4、O2和N2,是适用于CO2/N2、CO2/O2、CO2/空气气体混合物中CO2吸附分离的优良吸附剂.     

生物质活性炭微孔和中孔结构对CO_2吸附性能的影响（英文）

以玉米秸秆作为生物质活性炭的原材料,CO2作为活化介质,分别以KOH、HNO3和CH3COOH作活化剂,在800℃下一步法制备出玉米秸秆活性炭,并针对部分样品分别使用KOH、HNO3和CH3COOH进行化学活化。分别考察CO2活化时间、CO2活化剂浓度、化学活化种类及后续热处理工艺对样品吸附CO2的性能影响。结果表明,化学活化过程可拓展活性炭的空隙结构,显著提高其对CO2的吸附。在最优工艺下(4 mol/L HNO3活化+100℃水浴加热1 h+600℃热处理),活性炭的比表面积达639.8 m2/g,其CO2捕集效率为7.33%,高于市场商业用活性炭的6.55%。同时,考察活性炭微孔和中孔对CO2吸附的影响规律,并采用Bangham动力学模型探讨样品的吸附性能。