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甲烷的制備方法和轉化途徑

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編輯時間 : 2020-05-19

  

  甲烷(系統名稱是“碳”,但它只在介紹系統命名法時出現,通常用作“甲烷”)在自然界中廣泛分布。上海甲烷是最簡單的有機物質,是天然氣、甲烷、礦井氣等的主要成分。通常被稱為氣體。它也是含碳量最小(含氫量最大)的碳氫化合物,也是天然氣、甲烷、油田氣和煤礦巷道氣的主要成分。它可以作為燃料和原料生產氫氣,炭黑,一氧化碳,乙炔,氫氰酸,甲醛和其他物質。

  2018年4月2日,美國能源部勞倫斯伯克利國家實驗室的研究人員首次直接證明了甲烷導致地球表面溫室效應的增加。

  一種制備甲烷的方法

  甲烷是一種可燃氣體,可以人工制造。因此,在石油耗盡后,甲烷將成為一種重要的能源。


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  其主要來源是:

  有機廢物的分解。

  自然資源(如沼澤):23%。

  從化石燃料中提取:20%。

  動物(如牛)的消化率:17%。

  稻田細菌:12%。

  生物物質在缺氧的情況下被加熱或燃燒。

  甲烷生產主要有以下人工方法:

  細菌性分解

  將有機物放入沼氣池,控制溫度和濕度,上海一氧化碳甲烷菌迅速繁殖,有機物分解成甲烷、二氧化碳、氫氣、硫化氫、一氧化碳等,其中甲烷占60%-70%。在低溫液化后,甲烷可以被提取出來生產廉價的甲烷。

  合成法

  二氧化碳和氫氣與催化劑反應生成甲烷和氧氣,然后進行凈化。

  CO2 2H2=CH4 O2碳蒸氣與氫氣的直接反應也可以產生高純度的甲烷。

  實驗室準備

  無水乙酸鈉(CH3COONa)和堿石灰(氫氧化鈉和氧化鈣作為干燥劑)

  反應方程式:CH3COONa  NaOH===Na2CO3 CH4

  收集:排水方法

  特征和注意事項:

  無水乙酸鈉必須與干堿石灰反應生成甲烷。如果醋酸鈉晶體或石灰不干燥,就很難產生甲烷氣體。

  本實驗的操作注意事項與收集方法和氧氣完全相同。

  甲烷轉化途徑

  2018年7月,上海科技大學材料科學與技術學院的左志偉團隊發現了一種低成本、高效率的催化劑組合,上海氦氣可以在室溫下轉化甲烷。這為甲烷轉化為火箭推進劑燃料等高附加值化工產品提供了新的方案,也為我國獨特的稀土金屬資源的高效利用提供了新思路。相關研究成果最近發表在國際學術期刊《[0x9A8B》上。


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