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【催化】Nature Materials：增材制造优化甲烷氧化偶联的分级膜/催化剂体系

时间：2023-10-16 来源： 浏览：

【催化】Nature Materials：增材制造优化甲烷氧化偶联的分级膜/催化剂体系

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与传统的反应体系相比，膜 / 催化剂体系在甲烷氧化偶联中的优势在于，其可以通过膜将氧引入催化位点，从而可以避免 O 2 （ g ）的寄生气相反应，进而导致产物选择性降低。然而，膜 / 催化剂系统的设计和制造受到化学转化率低、成本高以及低性能的阻碍。
在这里，密西根大学 Suljo Linic 通过开发一种基于相转化的双层增材制造工艺来解决这些问题，以设计、制造和优化用于甲烷氧化偶联的中空纤维膜 / 催化剂系统。
本文要点：
1)   作者将 BaCe 0.8 Gd 0.2 O 3 –δ 作为催化剂层和分离层来证明该方法的可靠性。通过使用该制造方法，作者可以共同设计膜厚度和催化剂表面积，使通过膜的氧气输送通量和催化剂层中的甲烷活化率相互匹配。
2)   作者发现，这种“速率匹配”对于最大限度地提高性能至关重要，因为膜 / 催化剂系统在相同条件下的性能大大超过了传统的反应器设计。

参考文献：
James Wortman et.al Optimizing hierarchical membrane/catalyst systems for oxid ative coupling of methane using additive manufacturing Nature Materials 2023
DOI: 10.1038/s41563-023-01687-x
https://doi.org/10.1038/s41563-023-01687-x

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