Pd(bipy)Cl2催化瓦斯液相選擇氧化制甲醇工藝

徐　鋒,　吳　揚(yáng),　朱麗華

(黑龍江科技大學(xué) 安全工程學(xué)院， 哈爾濱 150022)

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Pd(bipy)Cl2催化瓦斯液相選擇氧化制甲醇工藝

徐鋒,吳揚(yáng),朱麗華

(黑龍江科技大學(xué) 安全工程學(xué)院， 哈爾濱 150022)

采用液相催化氧化的方法，將煤礦瓦斯轉(zhuǎn)化為便于儲(chǔ)存、運(yùn)輸和使用的液體化合物甲醇是瓦斯綜合利用的一個(gè)發(fā)展方向。以2,2-聯(lián)吡啶和K2PdCl4為原料，合成Pd2+-聯(lián)吡啶絡(luò)合物(Pd(bipy)Cl2)催化劑，在20%發(fā)煙硫酸中考察其催化低濃度瓦斯選擇氧化合成甲醇的反應(yīng)性能。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，該催化劑選擇催化氧化低濃度瓦斯的適宜工藝條件為：反應(yīng)溫度180 ℃、反應(yīng)壓力4 MPa、反應(yīng)時(shí)間2 h、Pd(bipy)Cl2用量30 μmol。在該工藝條件下，瓦斯中甲烷的轉(zhuǎn)化率為10.99%，甲醇的選擇性為73.33%。發(fā)煙硫酸中Pd(bipy)Cl2催化低濃度瓦斯選擇氧化制甲醇可能遵循親電取代反應(yīng)機(jī)理。

Pd(bipy)Cl2； 催化劑； 瓦斯； 甲醇； 選擇氧化； 發(fā)煙硫酸

0　引　言

瓦斯作為煤炭的伴生物，是煤礦重大災(zāi)害源和大氣污染源，同時(shí)，也是寶貴的清潔燃料和化工原料[1-2]。現(xiàn)階段，我國(guó)瓦斯尤其是低濃度瓦斯存在大量的抽放現(xiàn)象，在國(guó)家大力推行“節(jié)能減排，低碳經(jīng)濟(jì)”政策的背景下，加強(qiáng)瓦斯綜合利用，采用適當(dāng)?shù)募夹g(shù)手段將其轉(zhuǎn)化成便于儲(chǔ)存、運(yùn)輸和方便使用的液體化合物十分必要[3]。甲醇被認(rèn)為是瓦斯中甲烷轉(zhuǎn)化的最理想的產(chǎn)物[3-4]。以發(fā)煙硫酸為氧化劑，進(jìn)行甲烷液相催化氧化制甲醇，可獲得較高的甲烷轉(zhuǎn)化率和產(chǎn)物選擇性，一直受到廣大科研人員的關(guān)注[5-7]。

選擇合適的催化劑是甲烷液相催化氧化制甲醇的重點(diǎn)。有文獻(xiàn)報(bào)道[8-10]，過渡金屬和貴金屬催化劑對(duì)甲烷液相催化氧化均具有較好的效果，而貴金屬催化劑則表現(xiàn)出更高的催化活性。……