甲烷氣體的運輸非常昂貴，所以，對于大規模CH4氣體，一般先轉化為CO和H2，然后進行液化運輸。對于殘余的小規模甲烷，考慮到經濟問題，通常都被燒掉或者不進行提取。
甲烷芳構化反應（6CH4 ? C6H6 + 9H2）（簡稱MDA）利用具有形貌選擇性的Mo/Zeolite催化劑直接將甲烷轉化為可運輸的液體，是一項用于探測天然氣資源的關鍵技術，非常適合小規模甲烷的液化轉化。
這個反應主要存在以下兩個問題：
1）就熱力學而言，這種單通道轉化非常受限，H2需要被移除來驅動反應進一步進行。
2）就動力學而言，催化劑容易積碳失活。
為了解決這個問題，前人進行了許多努力，但是都不是很理想。譬如，利用Pt基或者陶瓷膜催化劑移除H2，提高轉化率的同時，積碳情況更加嚴重。近來，又有一些通過調節沸石孔結構和酸性，并將少量CO2，CO，H2O，H2和CH4一起通入反應器的方法，試圖提高反應穩定性，依然是收效甚微。
圖1. 電流控制的膜反應器裝置
有鑒于此，Morejudo等人報道了一種基于BaZrO3的具有電化學特性的MDA膜反應器，質子和氧化離子到MDA反應器具有良好的傳導特性。在整個過程中，一邊通過電化學方法沿著膜反應器連續去除H2，一邊又通過分散注入O2來抑制催化劑積碳，實現了甲烷高效、穩定地轉化為苯。
這種基于電化學的共離子（co-ionic）膜反應器確保了高達80%的碳效率，大大提高了這種技術的經濟可行性。
圖2. Mo/MCM-22催化劑在膜反應器中的催化性能
圖3. MDA膜反應器中的整個流程圖
本文主要參考以下資料，圖片和視頻僅用于對相關科學作品的介紹、評論以及課堂教學或科學研究，不得作為商業用途。如有任何版權問題，請隨時與我們聯系！
