Hebei Messi Biology Co., Ltd. gab an, dass Lithium-/Magnesiumoxid-Katalysatoren und Lithium-/Magnesiumoxid-Nanokatalysatoren durch Incipient-Wetness-Imprägnierung bzw. Sol-Gel-Methoden hergestellt wurden. Die katalytische Leistung zweier Lithium-/Magnesiumoxid-Katalysatoren für die oxidative Kupplungsreaktion von Methan wurde verglichen. Zur Charakterisierung wurden Röntgenbeugung, BET-Adsorption und Transmissionselektronenmikroskopie eingesetzt. Die Katalysatoren wurden bei 973–1073 K und einem Gesamtdruck von 101 kPa getestet. Die experimentellen Ergebnisse zeigen, dass der Lithium-/Magnesiumoxid-Nanokatalysator eine höhere Methanumwandlungsrate, eine höhere Selektivität und eine höhere Ausbeute an Hauptprodukten (Ethan und Ethylen) bei der oxidativen Methankupplungsreaktion aufweist als gewöhnliche Katalysatoren.
Einfluss von Magnesiumoxid auf die Stabilität von Katalysatorträgern
XRD der Probe CoO-MoO3/r-Aluminiumoxid vor und nach der hydrothermalen Behandlung. Die Ergebnisse zeigten, dass die Katalysatorphase mit r-Aluminiumoxid als Katalysatorträger nach der Behandlung bei 8,0 MPa, hoher Temperatur und relativ hohem Wasserdampfpartialdruck erhebliche Veränderungen erfuhr. Zusätzlich zum ursprünglichen charakteristischen Peak von Aluminiumoxid erschien ein sehr deutlicher Beugungspeak mit kleinem Winkel, nämlich der charakteristische Hauptpeak der Aluminium-Sauerstoff-Verbindung AlOOH, wodurch eine Aluminium-Wasser-Verbindung mit einer dem Böhmit ähnlichen Struktur entstand.
Anhand der REM-Aufnahmen verschiedener Proben vor und nach der Behandlung ist zu erkennen, dass der nicht mit Magnesiumoxid behandelte Katalysatorträger nach der „hydrothermalen“ Behandlung nicht nur unscharfe Grenzen aufweist, sondern auch deutliche Niederschlagsverstopfungen in den Zwischenräumen zeigt.
Bei den mit Magnesiumoxid behandelten Proben trat jedoch kein Phasenwechsel auf. Die Partikel im Inneren des Katalysatorträgers sind vollständig, die Grenzen sind klar und es gibt keine Verstopfung durch Niederschläge. Es ist vollständig nachgewiesen, dass eine bestimmte Reaktion zwischen Magnesiumoxid und einem Teil des r-Aluminiumoxid-Katalysatorträgers stattfindet, bei der Magnesium-Aluminium-Spinelle oder strukturell stabile Substanzen in Zwischenformen entstehen, wodurch die strukturelle Stabilität des Katalysatorträgers verbessert wird.