导读:本文包含了甲烷活化论文开题报告文献综述、选题提纲参考文献及外文文献翻译，主要关键词:甲烷,氧化物,基材,金属,分子筛,质谱,敏感性。
甲烷活化论文文献综述
郝宇,叶正亮[1]（2019）在《不同甲烷气氛下煤自燃指标气体及活化能研究》一文中研究指出针对不同氧浓度下煤自燃特性的研究大多只考虑不同氧氮比气氛,而对不同甲烷气氛下煤低温氧化规律研究较少的问题,利用程序升温氧化和热重分析实验,对不同甲烷气氛下煤自燃指标气体和活化能进行了研究。结果表明:随着CH_4体积分数的增大,产生CO和CO_2的初始温度显着升高;在煤氧化初始阶段,不同CH_4气氛下CO和CO_2生成量均随着温度的升高而缓慢增加;在煤加速氧化阶段,CO和CO_2生成量随温度的升高呈指数函数形式增加,且CH_4体积分数越低(O_2体积分数越高),CO和CO_2生成量越大,表明温度越高,CH_4对煤氧化的抑制作用越明显;随着CH_4体积分数的增大,煤低温氧化活化能增大、指前因子降低,说明CH_4体积分数的增大对于煤自燃具有较好的抑制作用。(本文来源于《工矿自动化》期刊2019年11期）
王丹,丁迅雷,廖珩璐,戴佳钰[2]（2019）在《单个金或银原子掺杂的氧化钒团簇上的甲烷活化反应》一文中研究指出运用密度泛函理论系统研究了甲烷在MV_3O_y~q (M=Au/Ag,y=6–8,q=0或±1)团簇上的吸附和活化。研究得到了吸附体系的微观几何构型、吸附能、电荷分布等性质,找到了5个可以明显活化甲烷分子的含Au团簇。在这些体系中,Au均吸附在基底团簇V_3O_y~q的O位置,而CH_4均在Au原子上被活化。团簇电荷对活化能力有明显影响,阳离子团簇的活化能力最强,中性体系次之,阴离子团簇的活化能力很弱。测试计算表明引入D3色散矫正对于体系结构和能量的计算结果影响不大。本文作为单原子催化剂上甲烷吸附和活化反应的团簇模型研究,为进一步研究单原子催化剂上甲烷的活化机理提供了基础,也为合理设计低温下甲烷转化的单原子催化剂提供了有益的线索。(本文来源于《物理化学学报》期刊2019年09期）
陈强,姜利学,李海方,陈娇娇,赵艳霞[3]（2019）在《钒硼双原子阳离子活化甲烷研究（英文）》一文中研究指出3d过渡金属物种活化甲烷的研究已有较多报道,但人们对3d前过渡金属物种与甲烷反应体系的报道非常少,与之相关的甲烷活化机理的认识仍然非常有限。在本工作中,我们通过气相质谱实验和密度泛函理论计算证实了VB~+离子可以在热碰撞条件下活化甲烷产生氢气和碳硼化合物,由于强的静电相互作用,甲烷活化优先发生在VB~+离子的V原子位点。甲烷的活化转化涉及二态反应性,在反应的入口处需要经历从高自旋六重态到低自旋四重态的自旋反转。由于V―CH_3以及B―H化学键较强,H3C―H键断裂以V―B单元协同插入而非单个V或B原子插入C―H键的方式进行。对VB~+活化甲烷的机理认识可以为新型3d过渡金属催化剂活化甲烷的研究提供理论基础。(本文来源于《物理化学学报》期刊2019年09期）
母晓玥,李路[4]（2019）在《室温光驱动甲烷活化》一文中研究指出如何在较温和的条件下将甲烷转化为其它更有价值的有机衍生物,如醇、芳烃、长链烷烃和烯烃等,长期以来是催化、化学及化工领域的热点课题和难点课题之一。为了提高甲烷的转化效率,过去几十年里,研究人员不断开发新的催化剂和新的反应路径。与传统高温热催化方法相比,如果能利用自然界中丰富的太阳能驱动甲烷转化,将同时满足能源和环保两方面的要求,是各种新型非常规策略中比较令人期待的一种。本文从光催化材料的组成、结构及催化路线、催化机制等方面进行总结,对当前室温光活化甲烷分子的研究现状加以论述。(本文来源于《物理化学学报》期刊2019年09期）
杨德仁,汪国雄,王训[5]（2019）在《光/热耦合电催化活化二氧化碳和甲烷分子（英文）》一文中研究指出新型催化方法的研究有助于实现二氧化碳和甲烷等小分子资源的高效利用,从而优化目前的碳循环工艺.二氧化碳和甲烷分子具有较高的键能,所以它们均为最稳定的分子之一.在过去十年,如何实现二氧化碳和甲烷分子的活化一直是世界难题.传统热催化通常使用化石燃料作为能源进行小分子活化,不仅效率低,同时会伴随着大量的二氧化碳生成.最近几年,一系列具有应用前景的催化方法逐步被研究验证.本文不仅系统性地介绍了光/热耦合电催化在二氧化碳和甲烷等小分子催化转化中的应用,而且对新型光/热耦合电催化剂的设计合成进行了展望.(本文来源于《Science China Materials》期刊2019年10期）
王贵儒[6]（2019）在《金属负载型分子筛材料催化甲烷活化机制的理论研究》一文中研究指出由于运输困难及经济成本较高,以甲烷为主要组分的页岩气和天然气无法得到有效利用,因此将甲烷低温活化制备液体/可压缩能源的技术至关重要。迄今为止,甲烷低温活化为甲醇技术已被大量实验报道,但是尚未研发出具有真正经济性的工业化路线。虽然甲烷活化转化反应条件温和,但是由于在相同反应条件下甲醇更容易氧化为CO2,从而限制了该技术的应用。近几年,一类生物酶,如含CuxOy活性中心的甲烷单氧酶(pMMO)能够“温和”地氧化甲烷并选择性生成甲醇,进一步,基于铜交换的分子筛能在低温下将甲烷氧化为甲醇,并具有较高的选择性。然而据我们所知,Cu分子筛催化甲烷C-H键活化的活性中心结构、反应机理以及催化剂的电子结构和催化活性之间的关系尚不明确。本论文旨在采用DFT方法系统研究含Cu分子筛催化甲烷氧化为甲醇的反应机理,并揭示活性中心和反应活性之间的构效关系,主要取得以下创新性成果:(1)[Cu(μ-O)Cu]2+是目前实验上已经观察到的可以催化甲烷活化的一种活性中心,并且异核双金属掺杂是分子筛催化中调节反应活性的一种重要方式,然而目前关于异核双金属掺杂催化甲烷活化的研究尚未报道。本文以[Cu(μ-O)Cu]2+为基础,引入金属Ag、Zn、Au从而设计出异核双金属活性中心,进一步采用密度泛函理论研究了该活性中心[Cu(μ-CO)M]2+(M=Cu、Ag、Zn、Au)上甲烷部分氧化为甲醇的反应机理。结果表明:在热力学和动力学角度,上述异核双金属活性中心上甲烷部分氧化为甲醇经由直接作用机理(自由基机理)较间接作用机理更有利,其决速步骤为甲烷C-H键的断裂,且反应活性顺序依次为[Cu(μ-O)Ag]2+(叁重态)>[Cu(μ-O)Au]2+(叁重态)>[Cu(μ-O)Cu]2+(叁重态)>[Cu(μ-O)Zn]2+(二重态)。可见,与传统的[Cu(μ-O)Cu]2+相比,异核金属Ag和Au的引入能够有效提高对甲烷C-H键活化的催化活性,而Zn的引入则效果相反。(2)在[Cu(μ-O)Cu]2+基础上,本文还进一步讨论了另一种双核铜位点bis-[Cu2(μ-O)2]2+对甲烷活化的催化活性。计算结果表明,该活性中心对甲烷C-H键活化的活性不高,但是通过引入异核金属(Ag、Zn、Au和Pd)可以对其活性中心电子结构进行调控,并且[CuM(μ-O)2]2+-ZSM-5(M=Cu、Ag、Zn、Au、Pd)上甲烷部分氧化为甲醇服从自由基机理,反应活性顺序为:[CuPd(以-O)2]2+(二重态)>[CuAu(μ-O)2]2+(叁重态)>[CuZn(μ-O)2]2+(二重态)>[Cu2(μ-O)2]2+(叁重态)>[CuAg(μ-O)2]2+(叁重态),即Zn、Au和Pd的引入能够促进甲烷的活化,而Ag的引入抑制甲烷C-H键的活化。(3)通过以上两部分的研究发现,异核金属掺杂显着影响对甲烷C-H键活化的催化活性,为了研究催化剂电子结构和催化性能之间的关系,并建立描述甲烷C-H键活化的反应活性因子,在本章我们进一步研究了不同铜氧物种对甲烷C-H键的活化机制。同时,结合异核双金属和不同铜氧物种上的计算结果提出了在自由基机理的烷烃活化过程中,以H原子的亲和能作为描述甲烷C-H键活化的描述因子:活性中心对H原子的亲和能越大,甲烷C-H键活化越容易。(4)将bis-[Cu2(p-O)2]活性中心引入到MOF-808树料中,并考虑叁类含N配体(Bzz、Iza、His)对甲烷C-H键活化的催化机制。计算结果表明:这叁种催化剂对甲烷C-H键的活化具有较好的催化活性,其中MOF-808-Bzz-Cu具有最优异的催化性能。值得注意的是,相比于分子筛常见的用于调节活性中心电子结构的方式(异核双金属、活性中心尺寸),在Cu-MOF催化剂中,通过不同配体的引入也能达到调节活性中心电子结构进而实现催化性能调控的方式。(本文来源于《中国科学院大学(中国科学院武汉物理与数学研究所)》期刊2019-06-01）
程文敏,夏文生,万惠霖[7]（2019）在《氧化镧表面反应性对甲烷和氧分子活化的影响》一文中研究指出以氧化镧催化剂在甲烷氧化偶联(OCM)反应中的结构敏感性实验研究为基础,采用周期性密度泛函理论(DFT)计算研究氧化镧(001),(110)和(100) 3个晶面及OCM反应物分子甲烷和氧在其上的吸附、活化和解离.结果表明,氧化镧(001),(110)和(100) 3个晶面的表面能大小顺序为(110)>(100)>(001),3个晶面的价带和导带间隙大小顺序为(110)<(100)<(001),即(001)是3个晶面中最稳定的晶面,而(110)则是最活泼的晶面.甲烷分子在氧化镧(001),(110)和(100)晶面上的吸附很弱(～0. 03 e V),H—CH3解离吸附能分别为2. 16,0. 68和0. 90 e V,解离反应的难易性与晶面的活性顺序一致;而氧分子在氧化镧(001),(110)和(100)晶面上的分子吸附能分别为-0. 04,-0. 31和-0. 12 e V,解离吸附能分别为1. 22,0. 53和1. 52e V,即氧化镧晶面结构对氧分子吸附具有明显的影响,其中,(001)晶面上吸附最弱,(110)晶面上吸附最强,以致O—O在(110)晶面上可以较低能垒(0. 53 e V)解离,形成亲电的过氧物种.由于氧分子在氧化镧表面的吸附较甲烷分子强,因此,氧化镧在OCM反应中结构敏感性应与氧分子的吸附和活化密切相关.甲烷和氧分子在氧化镧表面上活化的本质源自于电子自表面流向甲烷和氧分子的反键轨道,且表面结构的改变会导致不同强度的电子流动驱动.(本文来源于《高等学校化学学报》期刊2019年05期）
陈一鸣[8]（2019）在《掺杂贵金属氧化物团簇对甲烷的活化氧化》一文中研究指出甲烷—最简单的低碳烷烃分子,作为天然气、页岩气、沼气和坑气等的主要成分,是一种极其重要的不可再生清洁能源。除了燃烧供热或发电外,将其高效地催化转化为具有更高价值的化学品产物(如:氢气、甲醇、甲醛、乙醇、乙炔、氢氰酸和苯等),对于现代工业生产及人类社会的可持续发展都具有重要的意义。由于实际催化剂体系相关凝聚相表面反应的复杂性(如载体效应和溶剂效应等干扰),人们对催化剂表面反应机理的认识仍不是很清楚。气相质谱实验结合密度泛函理论计算来研究掺杂贵金属的异核氧化物团簇与甲烷等小分子的反应可以从分子水平上理解相关凝聚相表面反应的微观机理,这为合理设计高效、实用、经济的甲烷催化剂体系提供了重要指导意义。本论文主要研究内容如下:即不同尺寸的金硅异核氧化物团簇对CH4的催化活化。使用激光溅射团簇法产生不同尺寸的金硅异核氧化物团簇Au(SiO2)1-3O-,使用四极杆质量选择器将它们分别选出来后,进入线型离子阱反应器中与CH4或CD4进行反应,随后产物和未参与反应的团簇离子进入反射式飞行时间质谱仪中进行探测。质谱实验结果显示:具有较小尺寸的团簇Au(SiO2)1-2O-在与CH4反应的过程中可以产生分子吸附(Molecular Adsorption)产物离子Au(SiO2)1-2OCH4-和脱附AuCH3的解离产物离子(SiO2)1-2OH-;而较大尺寸团簇Au(SiO2)3O-与CH4反应时中只有掉AuCH3的解离产物(SiO2)3OH-出现;密度泛函理论计算了叁种反应过程和机理,发现这两种不同的实验现象伴随着两种不同的反应机理,即随尺寸变化而导致的反应机理变化。进一步地研究发现贵金属Au原子在担载的氧化物团簇上的不同配位点性质对其反应活性有很大的影响。该工作详见本论文第二章。(本文来源于《华北电力大学(北京)》期刊2019-03-01）
周玉珍,汪伟,金皓,姚萍,徐建明[9]（2018）在《能量耦合存在于产甲烷菌甲基辅酶M还原酶MCR活化过程》一文中研究指出产甲烷菌中甲基辅酶R还原酶(MCR)催化甲烷合成途径中的最后一步,也是甲烷合成途径中速率限制的一步。MCR的活化中心有一必须的辅酶F430。有活性的MCR酶的辅酶F430活性中心的镍处于+1价态。快速有效地活化MCR对于阐明MCR的催化机理和人为控制天然甲烷的合成起到相当重要的作用。然而MCR的活化相当困难,因为辅酶F430的Ni(Ⅰ)的氧化还原电势极低(<-600 m V),很容易被氧化而失活。目前为止,人们还没有找到体外活化MCR的有效方法,但发现H_2和CO可以在体内活化MCR,虽然其活化机理还是一个迷。研究发现,在培养基中添加钨和硒可以提高H_2活化MCR速度8倍和H_2活化MCR的效率约65%;添加fumarate和CH3-SCo M使H_2能够在体外活化MCR(为体内MCR活化程度的30%～40%),让CO体外活化的MCR更稳定。这都说明H_2和CO活化MCR的过程中存在能量耦合反应,正是这种能量耦合反应使得氧化还原电势较高的H_2(-420 m V)和CO(-520 m V)能还原氧化还原电势较低的MCR的活性中心F430(<-600 m V)。(本文来源于《江苏农业科学》期刊2018年23期）
姚峥,吴文婷,吴明铂[10]（2018）在《氮化碳基材料在光驱动甲烷低温活化中的应用》一文中研究指出伴随着原油价格大幅波动和原油储量下降,天然气作为一种重要的清洁化石能源和化工原料逐渐受到人们的重视。其主要成分甲烷作为结构最简单的有机物,能够应用于合成液体燃料、合成高附加值有机物、医药领域等。近年来人们发现了储量可观的页岩气、煤层气和甲烷水合物,更大大拓宽了甲烷的来源。但甲烷具有较高的稳定性,甲烷具有四面体几何结构,具有四个等效的C-H(本文来源于《2018第二届全国光催化材料创新与应用学术研讨会摘要集》期刊2018-09-15）
甲烷活化论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
运用密度泛函理论系统研究了甲烷在MV_3O_y~q (M=Au/Ag,y=6–8,q=0或±1)团簇上的吸附和活化。研究得到了吸附体系的微观几何构型、吸附能、电荷分布等性质,找到了5个可以明显活化甲烷分子的含Au团簇。在这些体系中,Au均吸附在基底团簇V_3O_y~q的O位置,而CH_4均在Au原子上被活化。团簇电荷对活化能力有明显影响,阳离子团簇的活化能力最强,中性体系次之,阴离子团簇的活化能力很弱。测试计算表明引入D3色散矫正对于体系结构和能量的计算结果影响不大。本文作为单原子催化剂上甲烷吸附和活化反应的团簇模型研究,为进一步研究单原子催化剂上甲烷的活化机理提供了基础,也为合理设计低温下甲烷转化的单原子催化剂提供了有益的线索。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
甲烷活化论文参考文献
[1].郝宇,叶正亮.不同甲烷气氛下煤自燃指标气体及活化能研究[J].工矿自动化.2019
[2].王丹,丁迅雷,廖珩璐,戴佳钰.单个金或银原子掺杂的氧化钒团簇上的甲烷活化反应[J].物理化学学报.2019
[3].陈强,姜利学,李海方,陈娇娇,赵艳霞.钒硼双原子阳离子活化甲烷研究（英文）[J].物理化学学报.2019
[4].母晓玥,李路.室温光驱动甲烷活化[J].物理化学学报.2019
[5].杨德仁,汪国雄,王训.光/热耦合电催化活化二氧化碳和甲烷分子（英文）[J].ScienceChinaMaterials.2019
[6].王贵儒.金属负载型分子筛材料催化甲烷活化机制的理论研究[D].中国科学院大学(中国科学院武汉物理与数学研究所).2019
[7].程文敏,夏文生,万惠霖.氧化镧表面反应性对甲烷和氧分子活化的影响[J].高等学校化学学报.2019
[8].陈一鸣.掺杂贵金属氧化物团簇对甲烷的活化氧化[D].华北电力大学(北京).2019
[9].周玉珍,汪伟,金皓,姚萍,徐建明.能量耦合存在于产甲烷菌甲基辅酶M还原酶MCR活化过程[J].江苏农业科学.2018
[10].姚峥,吴文婷,吴明铂.氮化碳基材料在光驱动甲烷低温活化中的应用[C].2018第二届全国光催化材料创新与应用学术研讨会摘要集.2018
论文知识图
