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甲烷的制备方法和转化途径

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编辑时间 : 2020-05-19

  

  甲烷(系统名称是“碳”,但它只在介绍系统命名法时出现,通常用作“甲烷”)在自然界中广泛分布。上海甲烷是最简单的有机物质,是天然气、甲烷、矿井气等的主要成分。通常被称为气体。它也是含碳量最小(含氢量最大)的碳氢化合物,也是天然气、甲烷、油田气和煤矿巷道气的主要成分。它可以作为燃料和原料生产氢气,炭黑,一氧化碳,乙炔,氢氰酸,甲醛和其他物质。

  2018年4月2日,美国能源部劳伦斯伯克利国家实验室的研究人员首次直接证明了甲烷导致地球表面温室效应的增加。

  一种制备甲烷的方法

  甲烷是一种可燃气体,可以人工制造。因此,在石油耗尽后,甲烷将成为一种重要的能源。


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  其主要来源是:

  有机废物的分解。

  自然资源(如沼泽):23%。

  从化石燃料中提取:20%。

  动物(如牛)的消化率:17%。

  稻田细菌:12%。

  生物物质在缺氧的情况下被加热或燃烧。

  甲烷生产主要有以下人工方法:

  细菌性分解

  将有机物放入沼气池,控制温度和湿度,上海一氧化碳甲烷菌迅速繁殖,有机物分解成甲烷、二氧化碳、氢气、硫化氢、一氧化碳等,其中甲烷占60%-70%。在低温液化后,甲烷可以被提取出来生产廉价的甲烷。

  合成法

  二氧化碳和氢气与催化剂反应生成甲烷和氧气,然后进行净化。

  CO2 2H2=CH4 O2碳蒸气与氢气的直接反应也可以产生高纯度的甲烷。

  实验室准备

  无水乙酸钠(CH3COONa)和碱石灰(氢氧化钠和氧化钙作为干燥剂)

  反应方程式:CH3COONa  NaOH===Na2CO3 CH4

  收集:排水方法

  特征和注意事项:

  无水乙酸钠必须与干碱石灰反应生成甲烷。如果醋酸钠晶体或石灰不干燥,就很难产生甲烷气体。

  本实验的操作注意事项与收集方法和氧气完全相同。

  甲烷转化途径

  2018年7月,上海科技大学材料科学与技术学院的左志伟团队发现了一种低成本、高效率的催化剂组合,上海氦气可以在室温下转化甲烷。这为甲烷转化为火箭推进剂燃料等高附加值化工产品提供了新的方案,也为我国独特的稀土金属资源的高效利用提供了新思路。相关研究成果最近发表在国际学术期刊《[0x9A8B》上。