近日，中国科学院青岛生物能源与工艺研究所膜分离催化团队负责人江河清与德国汉诺威大学、尤利西研究中心、拜耳等机构研究人员合作，成功尝试在透氧膜反应器中发生甲烷芳构化反应，产生苯及其衍生物。
甲烷芳构化是将甲烷直接转化为液体产品的有效途径之一，在催化科学和工业应用中具有重要意义。其早期研究主要集中在高活性、高稳定性催化剂的开发上。Mo/ZSM-催化剂是目前广泛研究和使用的催化剂。但这种催化剂存在易积碳失活、甲烷转化率低等问题。为了实现甲烷的选择性催化转化，研究人员试图在该系统中引入一定量的氧气或温和的氧化剂。
江河清等研究人员试图在透氧膜反应器中发生甲烷芳构化反应。由于反应器采用钙钛矿透氧膜，氧气可以从空气侧转移到透氧膜的另一侧，并与甲烷芳构化产生的氢反应产生水，从而打破化学平衡，提高甲烷转化率。
此外，研究人员可以通过使用透氧膜反应器将氮气保留在空气侧，避免氮气进入甲烷芳烃系统。同时，研究人员还发现，由于氧气和水蒸气的存在，催化剂Mo//可以显著改善ZSM-积碳失活问题，并延长催化剂的使用寿命。
