3
Каталитические системы в реакции окисления метана
ни
t
при данной температуре продукта
i
к общему количеству образо-
вавшихся продуктов
.
i
i
i
A S
A
(2)
С учетом того, что условия экспериментов предполагают одинако-
вую скорость пропускания реагентов через 1 см
3
катализатора (одина-
ковую объемную скорость), можно полагать, что
S
i
качественно харак-
теризует селективность процесса окисления СН
4
относительно про-
дукта
i
.
Необходимо отметить, что использование селективности при сопо-
ставлении свойств катализаторов относительно определенного хими-
ческого процесса предполагает, что протекающие в нем реакции от-
носятся к классу соравномерных [8], в химическом прочтении квази-
стационарных [4], иначе описание потеряет связь с физическим пони-
манием времени.
Таким образом, при исследовании окисления метана, имелись вви-
ду две глобальные цели:
1) подобрать катализатор селективного окисления метана в фор-
мальдегид по реакции:
CH
4
+ O
2
→ CH
2
O + H
2
O
2) подобрать катализатор полного окисления
CH
4
+ 2O
2
→ CO
2
+ 2H
2
O
В большом разнообразии катализаторов окисления метана особую
роль играют системы с переходными металлами. Основываясь на рабо-
тах проведенных ранее [9 — 12], с применением металлов подгруппы
железа в качестве активного компонента катализаторов, были достиг-
нуты относительно хорошие результаты в получении формальде-
гида — CH
2
O.
Из изученных нами катализаторов наиболее перспективными для
получения формальдегида в реакции парциального окисления метана
при температуре 923 K оказались соли Fe(2+) и Cu (2+), нанесенные на
сульфат бария. Для них селективность по CH
2
O составила 99,7% и
100% соответственно, конверсия метана (
K
) равна 0,1 и 0,47. Также фос-
фат бария и аналоги железа по группе Ni(2+) и Co(2+), нанесенные на
сульфат бария, показывают хорошую селективность, достигая 80 — 88 %,
в зависимости от состава активного компонента.
