甲烷燃烧SiC催化剂的纳米化设计与应用研究

项目名称： 甲烷燃烧SiC催化剂的纳米化设计与应用研究

项目编号： No.20973190

项目类型： 面上项目

立项/批准年度： 2010

项目学科： 数理科学和化学

项目作者： 郭向云

作者单位： 中国科学院山西煤炭化学研究所

项目金额： 32万元

中文摘要： 纳米反应器在多相催化中显示了重要的应用前景。本项目拟将纳米反应器用于低浓度甲烷的催化燃烧，研究载体表面的结构效应和限域效应对催化剂性能的影响。随着全球变暖日益严重，甲烷作为第二大温室效应气体已引起了人们的关注。我国是一个产煤大国，煤矿抽排气体中含有不到1%的甲烷，这种低浓度甲烷气体由于利用价值极低而被直接排放到大气中，对我国环境安全造成极大威胁。催化燃烧是解决低浓度甲烷排放问题的理想选择。但由于甲烷燃烧是一个强放热反应，强烈的热效应很容易使活性金属颗粒烧结长大以及载体结构和形态发生变化。本项目采用热稳定性和导热性能高的碳化硅纳米线作为催化剂载体，解决载体本身结构变化以及和金属组分发生反应的问题；通过对纳米线的导向性刻蚀在纳米线表面形成具有周期性的"挡板"结构，在挡板之间的纳米区间组装金属活性颗粒，利用挡板之间的纳米限域效应阻止活性金属颗粒的迁移和长大，从而提高催化剂的稳定性。

中文关键词： 甲烷燃烧；碳化硅；纳米结构；核壳结构；等离子溅射

英文摘要：

英文关键词： Methane combustion；Silicon carbide；Nanoscale structures；Core-shell structure；Plasma sputtering