熔融盐中催化氧化天然气制取氢气的应用基础研究

本项目提出了在熔融盐体系中，利用金属氧化物等材料为催化剂，在催化剂中的晶格氧作用下使天然气部分氧化制取氢气的新工艺。本研究拟筛选出高效、稳定和高选择性的甲烷转化催化剂，同时，拟对催化剂的制备工艺、性能表征、天然气催化转化制氢反应的热力学和动力学、熔盐体系的选择、甲烷转化率、反应器结构、产物气体的分离、优化反应条件等问题进行研究。传统的甲烷部分氧化制氢技术需要纯氧，而制氧装置的投资和操作费用昂贵，本项目提出利用变价金属氧化物中的晶格氧作为氧源是甲烷转化成H2和CO比为2∶1合成气，可以大大降低甲烷催化制氢的成本，失去晶格氧的金属氧化物可以通过空气氧化后恢复晶格氧而重复使用；熔融盐起到热载体的作用，使金属氧化物恢复晶格氧这一步骤放出的热储存在熔盐中，为甲烷催化氧化这一强吸热反应提供热量，提高了整个系统的能量利用率。